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SFB 1719:  ChemPrint -- Gedruckte Halbleiter der nächsten Generation: Ingenieurskunst auf atomarer Ebene mittels molekularer Oberflächenchemie

Fachliche Zuordnung Chemie
Informatik, System- und Elektrotechnik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Physik
Förderung Förderung seit 2025
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 538767711
 
ChemPrint erfindet die Halbleiterforschung neu. Der SFB führt das strukturierte Wachstum funktionaler anorganischer Halbleiter aus der Lösung mit atomarer Präzision unter Verwendung molekularchemischer Kontrolle ein. Die milden Verarbeitungsbedingungen sind energieeffizient und der additive Ansatz materialeffizient, im Gegensatz zu den Merkmalen traditioneller Halbleiterherprozessierung. Unsere Überzeugung ist, dass der ultimative Grad an Kontrolle, der routinemäßig in der klassischen Molekülchemie erreicht wird, vorteilhaft auf Grenzflächenreaktionen zum Wachstum von Halbleiterfilmen mit atomarer Präzision übertragen werden kann. Zu diesem Zweck werden wir molekulare Vorläufer, Reaktionsumgebungen, Abscheidungsverfahren und Substrate maßschneidern, um die Reaktionsmechanismen, die Kinetik und Reversibilität einzelner Schritte, die Grenzflächenenergien und die Mobilität von Adspezies präzise zu gestalten. Die Kontrolle dieser Faktoren unter milden Bedingungen, möglicherweise sogar bei Raumtemperatur, soll den höchstmöglichen Grad an Genauigkeit bei der Positionierung von Atomen oder Ionen in regelmäßigen Strukturen erreichen. Diese Strategie wird es uns dann ermöglichen, originelle Muster und Heterostrukturen entlang horizontaler und vertikaler Dimensionen zu erstellen. Wir streben epitaktische Materialqualität in verschiedenen Formen und entsprechende funktionale Qualität an und zielen dabei auf Halbleiter mit entweder Defektkorrekturfähigkeit oder intrinsischer Defekttoleranz ab. Die erste Förderperiode wird quantitative Designkriterien für diese derzeit unvollständig definierten Konzepte festlegen. Dementsprechend werden wir in den ersten vier Jahren Daten zu drei Materialfamilien sammeln, die eine Reihe von Dimensionalitäten und chemischen Bindungsarten abdecken: schwerere Chalkogenide der Hauptgruppe V (Gruppe 15), Halogenidperowskite und Übergangsmetalldichalkogenide.Der allgemeinen Erkenntnisgewinn wird es dem Konsortium ermöglichen, den Materialschwerpunkt für nachfolgende Förderperioden zu wählen. Die einzelnen Forschungsprojekte des Konsortiums werden in vier Bereiche organisiert: C, Oberflächenchemie & Reaktivität; S, Strukturelle & elektronische Eigenschaften; F, Funktionseigenschaften & Anwendungen; M, Modellierung & Simulation.Auf strategischer Ebene werden die in ChemPrint gewonnenen grundlegenden Erkenntnisse über molekulare Reaktionsmechanismen bei niedrigen Temperaturen an Grenzflächen neue Wege in der Halbleiterverarbeitung eröffnen. Geeignete Funktionsmaterialien und Halbleiterbauelemente werden durch Ansätze zugänglich, die geringe Investitionen erfordern. Innovation wird kleineren Wirtschaftsakteuren in der Informationstechnologie wieder zugänglich. Dies wird den wirtschaftlichen Trend in diesem Sektor umdrehen und eine Rückkehr zu einem dezentraleren, agileren und flexibleren Zustand ermöglichen. Die Initiative soll dazu beitragen, Deutschland an die Spitze einer flexiblen und robusten Halbleiterfertigungsindustrie bringen.
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