Entwicklung piezoelektrischer, mit Halbleiterbauelementen integrierbarer AlGaN/Si-Nanoresonatoren für elektrokeramische Hochfrequenzsensoren

• Antragsteller: Professor Dr. Oliver Ambacher
• Fachliche Zuordnung: Glas und Keramik und darauf basierende Verbundwerkstoffe
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5412900

Das Ziel unseres Vorhabens ist die Entwicklung integrierbarer nanoelektromechanischer Hochfrequenz (HF)-Sensoren auf Basis des elektrokeramischen Materialsystems AIN/Silizium. Nano-Resonatoren können vielseitig eingesetzt werden z.B. für mikrobiologische, chemische oder physikalische Sensoren, elektrooptische Koppler oder Hochfrequenzfilter. Durch Integration der eigentlichen Sensorbauelemente mit aktiven Halbleitern - oder passiven HF-Komponenten können dabei neuartige Funktionen in monolithisch integrierbarer Bauweise erzielt werden. Für unsere Zielsetzung sollen Gruppe III-Nitride als neue Materialklasse zum Einsatz kommen. Neben der piezoelektrischen Anregung als Voraussetzung für die Integrierbarkeit liefert die Pyroelektrizität von AlGaN-GaN-Heterostrukturen eine Basis für sehr empfindliche und schnelle Messaufnehmer und -wandler. Unser Ziel basiert auf der Nutzung des zweidimensionalen polarisationsinduzierten Elektronengases hoher Beweglichkeit, das sich an der AlGaN-GaN-Grenzfläche bildet. Dies ermöglicht die Auslegung des Sensorbauelementes als gate eines Feldeffekttransistors mit hohen Grenzfrequenzen. Perspektivisch können damit komplexe Sensoren für polare Flüssigkeiten oder multifunktionale HF-Filter für die Kommunikations- und Informationstechnik entwickelt werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1157: Integrierte elektrokeramische Funktionsstrukturen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Matthias Hein