Verteilung und Mobilität von strukturellen Defekten in Czochralski-gewachsenen β-Ga2O3 Kristallen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Merve Pinar Kabukcuoglu; Dr. Carsten Richter
• Fachliche Zuordnung: Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 562785033

Das Forschungsprojekt auf ein tieferes Verständnis der Ursachen und der Entwicklung struktureller Defekte in Galliumoxid Einkristallen (ß-Ga2O3) zu erlangen, die nach der Czochralski-Methode gezüchtet wurden. Dieses Material ist aufgrund seiner hervorragenden elektrischen Eigenschaften Gegenstand umfangreicher Forschung und hat das Potenzial eine zukünftige Plattform für Hochleistungselektronik zu werden, die effizientere Energieumwandlung ermöglicht. Wir werden eine Reihe modernster Verfahren zur 3D-Bildgebung von Strukturdefekten einsetzen, die hauptsächlich auf der Ex-situ- und In-situ-Beugung von Synchrotronstrahlung in Abhängigkeit der angewandten thermomechanischen Spannungen basieren. Wir glauben, dass diese Studie das Potenzial hat, zwei Wissenslücken zu schließen, nämlich a) die Arten und die Verteilung von Defekten in Cz-gewachsenen ß-Ga2O3-Kristallen im Allgemeinen und b) die mikroskopischen strukturellen Prozesse und kinetischen Parameter der plastischen Verformung dieses Materials. Letzteres betrifft insbesondere die Keimbildung und Mobilität von Versetzungen. Wir werden die Entwicklung einzelner Versetzungen verfolgen und sie mit Dynamiksimulationen vergleichen, um die grundlegenden Materialparameter der Plastizität zu ermitteln. Diese Informationen werden es wiederum ermöglichen, die Modelle der spannungsinduzierten Degradation von Ga2O3 bei hohen Temperaturen zu verfeinern und so eine Grundlage für eine zukünftige Optimierung der Wachstumsverfahren zu schaffen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen