Fokusthemen

IKZ F&E Fokusthemen

Die IKZ Forschungsabteilungen sind in einer 2 x 2 Matrixstruktur organisiert, um die Zusammenarbeit aller Abteilungen zu befördern (siehe Abbildung). Die damit einhergehende Interdisziplinarität unserer Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ist ein zentraler Baustein für den Erfolg unserer mit akademischen und industriellen Partnern durchgeführten Projekte. Dies zeigt sich besonders in unseren ausgewählten F&E Fokusthemen.


Halbleiterbasierte Quantenmaterialien

Isotopenreine Silizium-28 Kristalle

Die IKZ FZ-Si (Floating-Zone-Silizium) Gruppe in der Sektion Volumenkristalle / Halbleiter unterstützt akademische und industrielle Forschung durch ihre Expertise zu isotopenreinen Kristallen wie Silizium-28.

Diese Expertise wird im Hause auch durch die Sektion Nanostrukturen & Schichten / Halbleiternanostrukturen genutzt, die an Silizium-28-basierten Heterostrukturansätzen zum Design von skalierbaren Spin Qubits als Herzstück künftiger Quantumcomputer arbeitet.

 


Leibniz ScienceCampus GraFOx II

Grundlagenforschung an Oxiden und deren Züchtung für elektronische Anwendungen

Das IKZ ist ein starker Partner im Leibniz Science Campus ´Growth and Fundamentals of Oxides` (GraFOx), dessen zweite Förderperiode durch die Leibniz-Gemeinschaft bewilligt wurde. Der Science Campus wird am IKZ durch die Sektion Materialwissenschaften / Experimentelle Charakterisierung vorangetrieben und widmet sich zentral der Grundlagenforschung an Sesquioxiden für künftige Anwendungen in der Oxidelektronik.

Wesentliche Beiträge liefern neben der Sektion Materialwissenschaften / Experimentelle Charakterisierung die IKZ Sektionen Volumenkristalle / Oxide & Fluoride und Nanostrukturen & Schichten / Oxidfilme.


Zentrum für Lasermaterialien (ZLM)

Innovative Materialien für Laseranwendungen

Das Zentrum für Lasermaterialien (ZLM) ist in der Sektion Anwendungswissenschaften / Kristalline Materialien für Photonik angesiedelt und arbeitet sehr eng mit der IKZ Sektion Volumenkristalle / Oxide & Fluoride und deren Nachwuchs-Forschungsgruppe "Fluoridkristalle für Photonik-Anwendungen" zusammen.

Es wurde etabliert, um als One-Stop-Agentur sowohl akademische als auch industrielle Partner in F&E Fragen zu Lasermaterialien zu unterstützen. Zentrale Themen sind hierbei Lasermaterialien, die neue Wellenlängenbereiche, effizientere Lasertätigkeit oder höhere Ausgangsleistung ermöglichen. 


EFRE Applikationslabor

Materialien für die Oxidelektronik

Das EFRE Applikationslabor ´Materialien für die Oxidelektronik` ist Teil der Sektion Nanostrukturen & Schichten / Dünne Oxidfilme. Die Mission ist die Beförderung innovativer Applikationen auf dem Gebiet der künftigen Oxidelektronik mittels maßgeschneiderter funktionaler Oxiddünnschichtsysteme. Beispiele sind biomedizinische ferroelektrische Sensoren für das Internet der Dinge, aktive Röntgenoptiken für zeitaufgelöste Studien oder Leistungselektronik der nächsten Generation auf Ga2O3 Basis. Die IKZ Sektion Materialwissenschaft / Experimentelle Charakterisierung ist stark zur Beförderung dieser Aktivitäten involviert.


Beta-Galliumoxid

Leistungselektronik der nächsten Generation

Die moderne Gesellschaft stützt sich auf eine Vielzahl elektrischer Systeme in Kommunikation, industrieller Fertigung, E-Mobilität etc. Eine zentrale Herausforderung ist hierbei die effiziente und damit klimafreundliche Wandlung elektrischer Energie zur Erfüllung der EU „Green Deal“-Ziele. Siliziumcarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) erreichen höhere Durchbruchfeldstärken als Silizium, wodurch kompaktere Bauelemente ressourcen-schonend gebaut werden können. β-Ga2O3-Kristalle besitzen sogar eine mehr als doppelt so hohe Durchbruchfeldstärke mit niedrigerem Einschaltwiderstand und gelten daher im Hochleistungssektor als das Material der nächsten Generation.

Das IKZ ist heute weltweit führend in der Czochralski-Volumenkristallzüchtung von β-Ga2O3 und der Epitaxie funktionaler β-Ga2O3-Schichten mittels metallorganischer Gasphasenabscheidung (MOVPE). Diese Aktivitäten werden von der experimentellen Charakterisierung in den Materialwissenschaften und den Anwendungswissenschaften / Kristalle für Elektronik zur Substratfertigung intensiv unterstützt.