Schichten & Nanostrukturen

Ultradünne Schichten bzw. Nanostrukturen haben für mikroelektronische, optoelektronische und ferroelektrische Bauelemente, für Sensoren und neuartige Solarzellen sowie für thermoelektrische Energiewandler und Lithiumionen-Akkus ein großes Anwendungspotenzial. Dafür werden derartige Schichten und Strukturen mit zielgerichtet eingestellter chemischer Zusammensetzung und definierten elektrischen Eigenschaften in hoher struktureller Perfektion auf einkristallinen Substraten und auf Glas aufgewachsen.

Die Forschungsaktivitäten der Abteilung fokussieren sich auf die Herstellung von transparenten halbleitenden Schichten, die Abscheidung von bleifreien ferroelektrischen Oxidschichten mit einstellbarer Domänenanordnung, die Manipulation von physikalischen Eigenschaften der dünnen Schichten durch eine kontrolliert erzeugte Spannung (Strain Engineering), sowie auf die  Erzeugung von dreidimensionalen kristallinen Strukturen auf Nanometer-Skala. Einen Schwerpunkt bildet dabei die Korrelation der Schichtstruktur auf mikroskopischer Skala mit ihren makroskopischen funktionellen Eigenschaften. Zur Anwendung kommen moderne Epitaxie- und Depositionsverfahren, wie die Metallorganische Gasphasenabscheidung (MOCVD), die Molekularstrahlepitaxie (MBE), und die Pulsed Laser Deposition (PLD).

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Weitere Arbeitsschwerpunkte der Abteilung sind thermodynamische Untersuchungen zu Phasendiagrammen der verwendeten Materialien und zur Keimbildung kristalliner Strukturen, Berechnungen von Transportprozessen sowie die Charakterisierung der Oberflächen.
Am Leibniz-Institut für Kristallzüchtung bestehen optimale Voraussetzungen, um die Züchtung von Einkristallen mit hoher kristalliner Perfektion, die Präparation von einkristallinen Substraten, sowie die Abscheidung von epitaktischen Schichten und Nanostrukturen mit kontrollierten elektrischen und funktionalen Eigenschaften miteinander zu kombinieren.

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