Maskiertes Tröpfchenätzen für positionierte Quantenstrukturen

• Antragsteller: Dr. Christian Heyn
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 414041112

Der Einsatz von Quanteneffekten ist sehr vielversprechend für zukünftige Informations- und Kommunikationstechnologien. In diesem Gebiet repräsentieren Halbleiter-Quantenpunkte zentrale Bausteine, welche zum Beispiel als Qubits für Quantencomputer oder als Quellen für einzelne verschränkte Photonen dienen können. Häufig werden epitaktische Quantenpunkte verwendet, welche durch Selbstorganisation im Stranski-Krastanov Modus oder durch Tröpfchenepitaxie hergestellt werden. Die so hergestellten Quantenpunkte sind allerdings statistisch angeordnet, d. h. ohne wesentliche laterale Ordnung. Um dieses Problem zu umgehen, soll im vorliegenden Antrag ein neuartiger Ansatz für die Herstellung positionierter Quantenstrukturen mittels Molekularstrahlepitaxie (MBE) untersucht werden. Im Detail werden positionierte Metalltröpfchen durch eine Maske auf eine Halbleiteroberfläche deponiert. Die Tröpfchen ätzen dann Nanolöcher in die Oberfläche, welche zur Funktionalisierung anschließend mit einem Material gefüllt werden, das sich von dem des Substrates unterscheidet. Wir planen im Vorhaben die Entwicklung und Herstellung MBE-kompatibler Maskentechnologien, die Untersuchung des Einflusses der Prozessparameter und Materialien auf die positionierten Nanolöcher und die Herstellung und Untersuchung vielfältiger geordneter Nanostrukturen durch Füllen der Nanolöcher. Beispiele sind hier Halbleiter-Quantenpunkte, Quantenringe, selbstadjustierte Quantenpunkt-Moleküle und ultra-kurze Nanosäulen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Wolfgang Hansen