Elektrische Eigenschaften von CuI Dünnfilmen und Volumenkristallen und Herstellung von CuI-basierten Bauelementen

• Antragsteller: Dr. Holger von Wenckstern
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403159832

Hauptziel des Antrags ist die Entwicklung elektronischer Schaltkreise mit p-Typ CuI oder verwandten Legierungen als aktivem Material. Zu den sekundären Zielen gehören die Charakterisierung der elektrischen Eigenschaften von Metallhalogenid-Dünnschichten, -Einkristallen und -Heterostrukturen, die Untersuchung Defektzuständen durch Raumladungsschichtspektroskopie, die Bestimmung von Dotierungsgrenzen und die Identifizierung des Ursprungs der für CuI allgemein beobachteten Oberflächenleitfähigkeit. Eine wichtige Erkenntnis der ersten Förderperiode der Forschergruppe ist, dass die elektrischen Eigenschaften von CuI-Schichten und -Kristallen sowie die Position ihres Oberflächen-Ferminiveaus empfindlich von der Anwesenheit von Sauerstoff oder Feuchtigkeit abhängen. Dies beeinträchtigte die Leistung von Bauelementen, die bisher unter Umgebungsbedingungen hergestellt wurden, erheblich. Eine technische Lösung zur Erreichung des zentralen Ziels dieses Vorschlags besteht daher darin, eine vollständige In-situ-Fertigungskette für das Wachstum von einkristallinen Schichten, Heterostrukturen und die Realisierung aktiver Bauelemente zu schaffen, die keinen Vakuumbruch vor der vollständigen Verkapselung erfordert, was durch selektive Flächenabscheidung ermöglicht wird. Dafür wird ein Schattenmaskensystem in unserer CuI PLD-Kammer installiert, welches ermöglicht, den Ort der Materialabscheidung im Sub-mm-Bereich (im besten Fall unter 100µm) zu definieren. Dieser vollständig vakuumbasierte Ansatz gewährleistet, dass die angestrebten Ziele erreicht werden können.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2857: Kupferiodid als multifunktionaler Halbleiter