Press Releases

31.01.2018: Thomas Schröder appointed as new director of the Leibniz Institute for Crystal Growth  

On February 1st, 2018 Prof. Dr. Thomas Schröder becomes head of the Leibniz Institute for Crystal Growth (IKZ) in Berlin-Adlershof, Germany. Associated with the position of director is the professorship "Crystal Growth" at the Humboldt University of Berlin. Since 2013, Prof. Dr. Günther Tränkle, director of the Ferdinand-Braun-Institutes für Höchstfrequenztechnik, has been acting as temporary director of the institute, which has enabled the IKZ to develop into a leading centre for crystal growth in Europe and worldwide

Thomas Schröder has held a professorship for semiconductor materials at the Brandenburg University of Technology (BTU) Cottbus-Senftenberg since 2012 and has been head of the Materials Research Department at the IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics (IHP) in Frankfurt (Oder) since 2009. With his team he conducts modern materials research in the field of "More than Moore" silicon microelectronics. As a chemist and physicist Thomas Schröder received his PhD in the area of physical chemistry of dielectrics at Humboldt University Berlin after a research study at the Fritz Haber Institute of the Max Planck Society in Berlin.

The Leibniz Institute for Crystal Growth researches the scientific and technological challenges of crystal growth. This ranges from basic research to industry-oriented technology development. The materials developed at the institute form the basis for modern technical applications that are used in microelectronics, opto- and power electronics, photovoltaics, optics, laser technology and sensor technology. In addition, the institute fulfils a supraregional service function that includes the provision of special crystals for research, the characterization of crystalline materials or the development of technologies for research and industry.

 

January 22nd, 2018: Researchers reveal the fundamental limitation in the key material for solid-state lighting

For the first time an international research group has revealed the core mechanism that limits the indium (In) content in indium gallium nitride ((In, Ga)N) thin films – the key material for blue light emitting diodes (LED). Increasing the In content in InGaN quantum wells is the common approach to shift the emission of III-Nitride based LEDs towards the green and, in particular, red part of the optical spectrum, necessary for the modern RGB devices. The new findings answer the long-standing research question: why does this classical approach fail, when we try to obtain efficient InGaN-based green and red LEDs?

Despite the progress in the field of green LEDs and lasers, the researchers could not overcome the limit of 30% of indium content in the films. The reason for that was unclear up to now: is it a problem of finding the right growth conditions or rather a fundamental effect that cannot be overcome? Now, an international team from Germany, Poland and China has shed new light on this question and revealed the mechanism responsible for that limitation.

In their work the scientists tried to push the indium content to the limit by growing single atomic layers of InN on GaN. However, independent on growth conditions, indium concentrations have never exceeded 25% - 30% – a clear sign of a fundamentally limiting mechanism. The researchers used advanced characterization methods, such as atomic resolution transmission electron microscope (TEM) and in-situ reflection high-energy electron diffraction (RHEED), and discovered that, as soon as the indium content reaches around 25 %, the atoms within the (In, Ga)N monolayer arrange in a regular pattern – single atomic column of In alternates with two atomic columns of Ga atoms. Comprehensive theoretical calculations revealed that the atomic ordering is induced by a particular surface reconstruction: indium atoms are bonded with four neighboring atoms, instead of expected three. This creates stronger bonds between indium and nitrogen atoms, which, on one hand, allows to use higher temperatures during the growth and provides material with better quality. On the other hand, the ordering sets the limit of the In content of 25%, which cannot be overcome under realistic growth conditions.

“Apparently, a technological bottleneck hampers all the attempts to shift the emission from the green towards the yellow and the red regions of the spectra. Therefore, new original pathways are urgently required to overcome these fundamental limitations”, – states Dr. Tobias Schulz, Leibniz Institute for Crystal Growth, Berlin, Germany, “For example, growth of InGaN films on high quality InGaN pseudo-substrates that would reduce the strain in the growing layer.”

However, the discovery of ordering may help to overcome well known limitations of the InGaN material system: localization of charge carriers due to fluctuations in the chemical composition of the alloy. Growing stable ordered (In, Ga)N alloys with the fixed composition at high temperatures could thus improve the optical properties of devices.

The work is a result of a collaboration between Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (Berlin, Germany), Max-Planck-Institut für Eisenforschung (Düsseldorf, Germany), Paul-Drude Institut für Festkörperelektronik (Berlin, Germany), Institute of High-Pressure Physics (Warsaw, Poland), and State Key Laboratory of Artificial Microstructure and Mesoscopic Physics (Beijing, China).

The article is published in: https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.2.011601

March 27th, 2017: Berliner Start-up GOLARES erhält Leibniz-Gründerpreis 2017

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Die Berliner Ausgründung GOLARES vom Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ) in Adlershof erhält den Gründerpreis der Leibniz-Gemeinschaft 2017. Die Auszeichnung ist mit einem Preisgeld von 50.000 Euro dotiert, das für die weitere Entwicklung des Unternehmenskonzepts eingesetzt werden kann.

GOLARES hat ein Verfahren zum hochpräzisen und homogenen Beschichten sowie zum effizienten Strukturieren von Bauelementen entwickelt, die zum Beispiel in Lasern oder Sensoren vieler Hightech-Produkte zum Einsatz kommen. Mit einer neuentwickelten Plasmaquelle ist GOLARS in der Lage, dünne Schichten aus Titan- und Aluminiumnitrid herzustellen, die sich durch besondere Härte, Wärmeleitfähigkeit und chemische Beständigkeit auszeichnen. Die so produzierten Wafer bilden die Grundlage für Mikrochips, die in verschiedenen elektronischen und opto-elektronischen Bauelementen verwendet werden.

GOLARES zielt besonders auf innovative kleine und mittelständische Unternehmen, die Plasma-Prozessierung für Kleinserien, Vorversuche und Prototypen, aber auch entsprechende Infrastrukturen nicht selbst vorhalten können. Die dafür eingesetzte Technik verspricht ihnen robustere Produkte mit einer höheren Lebensdauer.

Hinter GOLARES stehen mit Sebastian Golka, einem promovierten Elektroingenieur, und Michael Arens, einem promovierten Physiker, zwei Spezialisten für Plasmaprozesstechnik. Michael Arens bringt dazu Erfahrungen in Vertrieb und Betriebswirtschaft mit.

GOLARES wurde zuletzt mit einem EXIT-Gründerstipendium des Bundeswirtschaftsministeriums für Existenzgründungen aus der Wissenschaft gefördert und vom Gründungsservice Leibniz-Transfer der Leibniz-Gemeinschaft unterstützt. Seit Juni 2016 hat GOLARES als GmbH den operativen Betrieb aufgenommen.

Für den Leibniz-Gründerpreis 2017 waren neben GOLARES drei weitere, hervorragende Gründungsprojekte aus Leibniz-Instituten nominiert, darunter auch MSim – Microelectronic Simulations vom Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik in Berlin (WIAS), das moderne und hochwertige Simulations-Produkte für Hersteller von Halbleiter-Bauelementen anbietet. IKZ und WIAS gehören zum Forschungsverbund Berlin e.V., der in diesem Jahr sein 25-jähriges Bestehen feiert.

Mit dem Gründerpreis der Leibniz-Gemeinschaft werden Ausgründungsvorhaben aus Leibniz-Instituten in der Vorbereitungs- bzw. Start-up-Phase unterstützt. Das Preisgeld ist zweckgebunden für Beratungsleistungen bei der Überprüfung und praktischen Umsetzung der Unternehmenskonzepte. Dabei geht es insbesondere um Herausforderungen wie Markteintritt, Einwerbung einer Finanzierung oder Entwicklung von Marketing- und Vertriebskonzepten. Die Begutachtung der eingereichten Vorschläge erfolgte durch die Preis-Jury der Leibniz-Gemeinschaft, die sich aus leitenden Wissenschaftlern von Leibniz-Instituten und Personen des öffentlichen Lebens zusammensetzt, darunter ausgewiesene Experten für Ausgründungen und Wissenstransfer.

Weitere Informationen zum Leibniz-Gründerpreis unter:
www.leibniz-gemeinschaft.de/ueber-uns/auszeichnungen/leibniz-gruenderpreis/

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