IKZ Summer School 2007: 'Physik des Kristallwachstums - Grundlagen für Fußgänger'

Leibniz-Institut für Kristallzüchtung, Berlin, Deutschland

04. Juni - 08. Juni 2007

Gastdozent: Prof. A. A. Chernov, Präsident der Internationalen Organisation für Kristallzüchtung (IOCG)

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Resümee der Summer School

Nach dem großen Erfolg des vorjährigen ersten 'IKZ Summer Course on Crystal Growth' fand der zweite Kurs in der ersten Juniwoche 2007 statt. Er wurde in derselben Form wie im Vorjahr durchgeführt: Ein Vortragender gab fünf jeweils zweistündige Lektionen, jeweils eine pro Tag. In diesem Jahr konnte das IKZ den neu gewählten Präsidenten der 'Internationalen Organisation für Kristallzüchtung' (IOCG), Prof. A. A. Chernov, als Vortragenden gewinnen. In seinen Vorträgen folgte Chernov seinem Prinzip 'Rodin genießen': Bei einem Besuch in Paris verbrachte er lieber einen ganzen Tag im vergleichsweise kleinen Rodin-Museum als in dem Bemühen, möglichst viele Museen zu sehen. - So bemühte er sich in seinen Lektionen auch mehr um Tiefe als um Vollständigkeit. Er forderte die Zuhörer zu Fragen und zur Diskussion auf. Er bemühte sich intensiv um Klarheit und Verständlichkeit seiner Ausführungen. Sein Kurs machte den Zuhörern Spass und die zahlreichen Teilnehmer profitierten davon. Viele Instituts-Mitarbeiter und Gäste nutzten darüber hinaus die Möglichkeit zur Diskussion von speziellen Problemen ihrer aktuellen Arbeit mit Prof. Chernov. Das IKZ ist ihm sehr dankbar für alle seine Mühen und seinen exzellenten Kurs. Sein Sommerkurs im IKZ stand folgerichtig unter der Überschrift 'Physik des Kristallwachstums - Grundlagen für Fußgänger'.

Zeitplan

    • Montag,        04.06.2007,    Surface at Equilibrium
    • Dienstag,      05.06.2007,    Nucleation and Epitaxy
    • Mittwoch,      06.06.2007,    Kinetics at Surfaces
    • Donnerstag,  07.06.2007,    Transport and Stability
    • Freitag,         08.06.2007,    Impurities and Defects

CV Gastdozent A. A. Chernov

A. A. Chernov studierte Physik an der Moskauer Staatlichen Lomonossov-Universität. Er war dann viele Jahre Leiter des Labors für Elementarprozesse des Kristallwachstums am Institut für Kristallographie der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau. Seit 1992 arbeitete er gleichzeitig zur Hälfte seiner Zeit am National Institute of Standards and Technology (NIST) in den USA. 1996 nahm er die Funktion eines Direktors am NASA Marshal Raumflugzentrum in Huntsville, Alabama (USA) an. Er arbeitete dort über Materialien und Biokristallisation. Gegenwärtig ist er am Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore (Kalifornien), des US-amerikanischen Energieministeriums tätig. Chernov erhielt den ersten F.-C.-Frank-Preis der IOCG und zahlreiche andere wissenschaftliche Auszeichnungen. Er ist Mitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften. Bekannt ist er als Experte zu grundlegenden Fragen des Kristallwachstums, der Materialwissenschaften und damit im Zusammenhang stehenden Erscheinungen an Grenz- und Oberflächen.

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IKZ Summer School 2008: 'Halbleiter als Modellmaterial zum Studium von Elementarmechanismen des Kristallwachstums und ihrem theoretischen Verständnis'

Leibniz-Institut für Kristallzüchtung, Berlin, Deutschland

16. Juni - 20. Juni 2008

Gastdozent: Prof. Tatau Nishinaga, Toyohashi Universität Aichi, Japan

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Inhalt der Summer School

Im Juni 2008 fand zum dritten Mal der IKZ-Sommerkurs zum Thema 'Wachstum und Züchtung von Kristallen' statt, der sich allmählich zu einer geschätzten Tradition entwickelt. Der Kurs ist hauptsächlich als Weiterbildungsveranstaltung für die IKZ-Mitarbeiter gedacht, er wird jedoch auch anderen interessierten Studenten und Wissenschaftlern, vor allem des Wissenschafts-Campus Adlershof, angeboten. Neben der wissenschaftlichen Weiterbildung ermöglicht der Kurs den engen persönlichen Kontakt zwischen dem Vortragenden, einem in der Welt führendem Wissenschaftler, und unseren Kollegen und den anderen Hörern. Die Kursteilnehmer haben die einzigartige Möglichkeit, die Person des Vortragenden, seine Herangehensweise und seinen Blickwinkel hautnah zu erleben. Die in den letzten Jahren gewählte Form des Kurses hat sich für diesen Zweck als geeignet erwiesen und wurde deshalb wie in den Jahren zuvor beibehalten. Ein Vortragender hält im Laufe einer Woche jeweils an einem Tag eine Lektion, fünf insgesamt. Auch für dieses Jahr konnte, nach Jeff Derby (2006) und Alex Chernov (2007), wieder einer der prominentesten Wissenschaftler auf unserem Arbeitsgebiet als Referent gewonnen werden. Nishinagas fünf Lektionen liefen unter der Generalüberschrift 'Halbleiter als Modellmaterial zum Studium von Elementarmechanismen des Kristallwachstums und ihrem theoretischen Verständnis'. Obwohl die Molekularstrahlepitaxie nicht im Mittelpunkt der Forschungsaktivitäten des IKZ steht, so ist sie doch ein exzellentes Werkzeug für die in situ Verfolgung der Elementarprozesse des Kristallwachstums. Ihre Ergebnisse können weitgehend auf alle Kristallwachstumsvorgänge übertragen werden. Daher lagen den Ausführungen Nishinagas vorwiegend Erkenntnisse zugrunde, die bei der Molekularstrahlepitaxie verschiedener III-V-Halbleiter gewonnen wurden.

Zeitplan

    • Montag,        16.06.2008,     Oberflächen im Gleichgewicht
    • Dienstag,      17.06.2008,     Keimbildung und Epitaxie
    • Mittwoch,      18.06.2008,     Kinetik auf Oberflächen
    • Donnerstag,  19.06.2008,     Transportprozesse und Stabilität
    • Freitag,         20.06.2008,     Verunreinigung und Defekte

CV Tatau Nishinaga

Prof. Tatau Nishinaga ist Emeritus der Universität Tokio, Präsident der Toyohashi University of Technology bis zu seiner Emeritierung im Jahre 2008, und 'Past President' der Internationalen Organisation für Kristallwachstum und Kristallzüchtung (IOCG). Es ist Ehre und Freude zugleich für das IKZ, dass Prof. Nishinaga, der sich im Jahr 2008 auf eigenen Wunsch hin für sechs Monate als Scientist in Residence am IKZ aufhält, unsere Einladung annahm, den IKZ-Sommerkurs 2008 zu halten.

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IKZ Summer School 2010: 'Chemische und thermodynamische Aspekte der Kristallzüchtung'

Leibniz-Institut für Kristallzüchtung, Berlin, Deutschland

31. Mai - 04. Juni 2010

Gastdozent: Prof. Dr. Thomas F. Kuech, University of Wisconsin - Madison (USA)

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Zeitplan

    • Montag,       31.05.2010      
    • Dienstag,     01.06.2010     
    • Mittwoch,     02.06.2010   
    • Donnerstag, 03.06.2010   
    • Freitag,        04.06.2010

CV Gastdozent Thomas F. Kuech

Thomas F. Kuech erwarb den Bachelorgrad in Physik und den Master-Grad in Materialwissenschaften an der Marquette Universität sowie Master- und Doktor-Titel in Angewandter Physik am berühmten California Institute of Technology (CalTech). Im Anschluss arbeitete er 9 Jahre lang in der Forschung bei IBM. 1990 wechselte er an die University of Wisconsin-Madison, USA. Hier stand er von 2003 - 2007 an der Spitze des Department of Chemical and Biological Engineering. Er spielte eine entscheidende Rolle bei der Errichtung des UW-Madison Materials Research Science and Engineering Center (MRSEC) on Nanostructured Interfaces, dessen Direktor er mehrere Jahre lang war. Dieses Zentrum bringt die Expertise von über 90 wissenschaftlichen Mitarbeitern in der Bildung, Charakterisierung und der Anwendung von Nano-Materialien zusammen. Bis heute konnte dieses interdisziplinäre Zentrum über 30 Millionen US$ Projektmittel von der National Science Foundation einwerben.
Kuech ist seit 2003 bis heute der Principal Editor des  Journal of Crystal Growth. Im Jahr 2010 wurde er zum Mitglied der National Academy of Engineering gewählt. Mit dieser Mitgliedschaft werden Personen für grundlegende neue Ansätze in der Forschung und Ausbildung geehrt. Kuech hat fundamentale Beiträge zum Verständnis der Chemischen Gasphasenabscheidung, speziell zur Rolle von Surfactanten, geleistet.

Seine wissenschaftlichen Interessen konzentrieren sich auf:
- die Synthese und Charakterisierung von Feststoffen
- Halbleiterwerkstoffe und Materialien für die Elektronik
- die Integration verschiedener Materialien
- die Bildung von Nanostrukturen

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IKZ Summer School 2009: 'Heat and Mass Transfer in Crystal Growth'

Leibniz-Institut für Kristallzüchtung, Berlin, Deutschland

08. Juni - 12. Juni 2009

Gastdozent: Prof. A. G. Ostrogorsky, Illinois Institute of Technology (USA)

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Inhalt der Summer School

Im Juni des laufenden Berichtsjahres fand -nun schon zum vierten Mal- der "IKZ Summer Course on Crystal Growth" statt. In der in der Woche vom 08. - 12.06 2009 hielt Prof. Aleksandar Ostrogorsky vom Illinios Institute of Technology, Chicago (USA) fünf Lektionen unter der Generalüberschrift "Heat and Mass Transfer in Crystal Growth". Nach J. Derby, A. Chernov und T. Nishinaga konnte auch dieses Mal mit A. Ostrogorsky ein international anerkannter Experte als Referent gewonnen werden. Diese Vielseitigkeit, die auf allen Gebieten mit eigener Forschung verbunden ist, prädestinierte ihn ganz besonders als Vortragenden für den Sommerkurs 2009. Nachdem im Vorjahr Wachstumsmechanismen und Vorgänge auf und an Kristalloberflächen eine Rolle spielten, konzentrierte sich der diesjährige Kurs vorwiegend auf makroskopisch zu beschreibende Prozesse, viskose Flüsse und Wärmeübertragung durch Strahlung. In einem anspruchsvollen Programm behandelte Ostrogorsky den Stoff- und Wärmetransport durch Diffusion und Konvektion, Segregationserscheinungen, Grenzschichten, natürliche Konvektion und Turbulenz. Der erfahrenere Kristallzüchter erfuhr mehr über die Ableitung häufig verwendeter Gleichungen, etwa von Ausdrücken für die Grenzschichtdicke, und über ihre Grenzen. Der junge Kristallzüchter erhielt einen Überblick über Analogien und Unterschiede von Wärme- und Massetransport. Der Kurs war anspruchsvoll, auch die mathematischen Probleme der Behandlung von beispielweise turbulenten Strömungen wurden gelegentlich bis in ihre Tiefen beleuchtet. Vielleicht wurde man gelegentlich von der Fülle des Stoffs überrollt, aber genau diese Fülle macht es so schwer, sich selbst einen Überblick über die Masse- und Wärmetransportphänomene, die beim Kristallwachstum eine Rolle spielen, lesend zu erarbeiten. Der diesjährige Sommerkurs bot eine hilfreiche Führung, welche den notwendigen eigenen Weg erleichtert. 

Zeitplan

    • Montag,       08.06.2009,    1-D Approach to Solute Segregation
    • Dienstag,     09.06.2009,    Convection. BL Theory (2-D)s
    • Mittwoch,     10.06.2009,    Integral Methods. Segregation
    • Donnerstag, 11.06.2009,    Natural Convection and Turbulence
    • Freitag,       12.07.2009,    Radiation Heat Transfer. Measurement of the Absorption Coefficient.

CV Gastdozent A. G. Ostrogorsky

Ostrogorsky erhielt 1977 sein Diplom in Mechanical Engineering von der Universität Belgrad im damaligen Jugoslawien. 1981 erwarb er den Master-Grad in Nuclear Engineering am Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) in Troy, N.Y., und 1986 schließlich den MSc-Grad in Mechanical Engineering am MIT in Cambridge. In dieser Zeit und weiter bis 1987 arbeitete er am MIT mit August Witt zusammen, einem der maßgeblichen Kristallzüchter dieser Zeit. Weitere Stationen seiner wissenschaftlichen Laufbahn waren die Columbia University in New York und ein Jahr als Alexander-von-Humboldt-Fellow bei Prof. Georg Müller in Erlangen. 1993 kehrte er als Professor an das RPI zurück. 1999/2000 war er Direktor des Zentrums für Mikro-Schwerkraft und Materialforschung an der University of Alabama, Huntsville. Ostrogorsky ist Mitglied zahlreicher Wissenschaftlicher Vereinigungen und erhielt eine Reihe wissenschaftlicher Auszeichnungen. Er spielt eine maßgebliche Rolle in der internationalen Kristallzüchter-Community. Seiner Ausbildung und Biographie folgend hat Ostrogorsky auf sehr vielen Gebieten, insbesondere der Fluid-Dynamik und der Wärmeübertragung, gearbeitet und sich mit sehr unterschiedlichen Materialien, von relativ niedrig schmelzenden opaken Halbleitern bis zu hochschmelzenden transparenten Oxidkristallen beschäftigt, bei denen der Wärmetransport von unterschiedlichen Prozessen dominiert wird.

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IKZ Summer School 2012: 'Kristallzüchtung - von den Grundlagen zur Technologie'

Leibniz-Institut für Kristallzüchtung, Berlin, Deutschland

05. Juni - 07. Juni 2012

Gastdozent: Prof. Dr. Dr. h.c. Georg Müller, Crystal Consulting, Langensendelbach (vorm. Universität Erlangen-Nürnberg)

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Zeitplan

    • Dienstag,     05.06.2012,      10:00 - 12:00 Uhr
    • Mittwoch,     06.06.2012,     10:00 - 12:00 Uhr
    • Mittwoch,     06.06.2012,     12:00 - 14:00 Uhr
    • Donnerstag, 07.06.2012,     10:00 - 12:00 Uhr

CV Gastdozent Georg Müller

Georg Müller promovierte 1974 bei Prof. Erich Mollwo am Institut für Angewandte Physik der Universität Erlangen-Nürnberg. Er war von 1988 bis 2007 als Professor für Werkstoffwissenschaften an der Universität Erlangen-Nürnberg beschäftigt und leitete dort das 1980 von ihm gegründete Kristalllabor sowie von 1999 bis 2004 die Abteilung Kristallzüchtung am Erlanger Fraunhofer Institut IISB.
Er erhielt unter anderem 2001 den Laudise-Preis der International Organisation of Crystal Growth, die international höchste Auszeichnung für angewandte Kristallzüchtung, 2003 den Wissenschaftspreis des Deutschen Stifterverbandes, und 2006 den Preis für gute Lehre des Bayerischen Staatsministers für Wissenschaft, Forschung und Kunst.
Georg Müller hat in den letzten 30 Jahren die Forschung und die Entwicklung auf dem Gebiet der Massivkristallzüchtung maßgeblich mitgeprägt. Zu nennen sind hier beispielsweise seine Beiträge zum Verständnis der Konvektionsvorgänge bei der Schmelzzüchtung, die Entwicklung der Vertical Gradient Freeze (VGF)-Technologie und die Entwicklung benutzerfreundlicher Software (z.B. CrysVUN) zur Simulation von Kristallzüchtungsprozessen.

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IKZ Summer School 2013: '(Punkt-) Defekte in Kristallen'

Leibniz-Institut für Kristallzüchtung, Berlin, Deutschland

07. Oktober - 09. Oktober 2013

Gastdozent: Prof. Dr. Jörg Weber, Technische Universität Dresden

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Inhalt der Summer School

Die dramatischen Fortschritte in der Mikroelektronik und der Photovoltaik wären undenkbar ohne ausgefeilte Techniken zur Bestimmung und Charakterisierung von Punktdefekten. Anspruchsvolle spektroskopische wie auch theoretische Methoden mußten entwickelt werden, um die Natur dieser Abweichungen von der idealen Kristallstruktur zu verstehen.
In fünf Vorträgen werden die grundlegenden Eigenschaften von Dotierstoffen und Defekten kurz diskutiert und ein Überblick über die jüngsten Entwicklungen in der Defektidentifizierung und -charakterisierung gegeben. Dazu werden repräsentative Beispiele von verschiedenen Halbleitern vorgestellt.

Zeitplan

    • Montag,   07.10.2013,     10:00 - 12:00 Uhr:  Einführung in den Defekt-Zoo
    • Montag,   07.10.2013,     14:00 - 16:00 Uhr: 'Flache' Defekte: Dotierstoffe
    • Dienstag, 08.10.2013,     10:00 - 12:00 Uhr: 'Tiefe' Defekte: Übergangsmetalle
    • Dienstag, 08.10.2013,     14:00 - 16:00 Uhr:  Der 'einfachste' Defekt: Wasserstoff
    • Mittwoch, 09.10.2013,    10:00 - 12:00 Uhr: Wichtige Defekte: Noch unbekannt!

CV Gastdozent Jörg Weber

Prof. Jörg Weber ist seit Dezember 1999 Lehrstuhlinhaber für Halbleiterphysik an der TU Dresden. Er untersucht Verunreinigungen und Defekte in verschiedenen Halbleitern. Aktuell erforscht er Wasserstoff in verschiedenen Materialumgebungen und deßen Relevanz in der Bauelementtechnologie.
Prof. Jörg Weber war Dekan und Vizerektor, Co-Editor mehrerer Sonderausgaben von 'Applied Physics' und leitete verschiedene Tagungen/Symposien. Seit 1984 organisiert er die jährlichen 'Punktdefekttreffen'.

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Prof. Matthias Bickermann

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IKZ Summer School 2015: 'Defektbildung bei der Kristallzüchtung aus der Schmelze und auserwählten Epitaxievorgängen'

Leibniz-Institut für Kristallzüchtung, Berlin, Deutschland

13. Juli - 15. Juli 2015

Gastdozent: Prof. Dr. habil. Peter Rudolph, Crystal Technology Consulting, Schönefeld

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Inhalt der Summer School

This course provides an overview of important defect types, their origins and interactions during the bulk crystal growth from the melt and selected epitaxial processes. The equilibrium and nonequilibrium thermodynamics, kinetic and interaction principles are considered as driving forces of defect generation, incorporation and ensembling. Results of modeling and practical in situ control are presented. Strong emphasis is placed on semiconductor crystal growth since it is from this class of materials that most have been first learned, the resulting knowledge than having been applied to other classes of material.

The treatment starts with melt-structure considerations and zero-dimensional defect types, i.e. native and extrinsic point defects. Their generation and incorporation mechanisms are discussed. Micro- and macro-segregation phenomena - striations and the effect of constitutional supercooling - are added. Dislocations and their patterning are discussed next as a central course theme. The role of high-temperature dislocation dynamics for collective interactions, like cell structuring and bunching, is specified. Additionally, some features of epitaxial dislocation kinetics and engineering are illustrated. Next, the grain boundary formation mechanisms, such as dynamic polygonization and interface instabilities, are discussed. The interplay between facets, inhomogeneous dopant incorporations and twinning is shown. Finally, second phase precipitation and inclusion trapping are discussed. The importance of in situ stoichiometry control is underlined. Generally, selected measures of defect engineering are given at the end of each chapter.

Zeitplan

    • Montag,   13.07.2015,     Overview, Melt Structure, and Point Defect Formation
    • Montag,   13.07.2015,     Dislocation Background and Definitions
    • Dienstag, 14.07.2015,     Dislocation Dynamics
    • Dienstag, 14.07.2015,     Grain Boundaries, Faceting, and Twinning
    • Mittwoch, 15.07.2015,     Second-Phase Particles

CV Gastdozent Peter Rudolph

Peter Rudolph (Diplom als Elektroingenieur an der Technischen Universität Lvov, Promotion und Habilitation an der Humboldt-Universität zu Berlin) wurde im Jahr 1985 zum Universitätsprofessor berufen. Bis 1993 arbeitete er am Institut für Kristallographie und Materialwissenschaften der HU, danach am IKZ. Er ist Herausgeber von 5 Büchern, Autor eines Buches, verfasste 24 Übersichtsartikel und über 160 Originalpublikationen. Er ist Miterfinder von 28 Patenten.

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Prof. Matthias Bickermann

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