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Crystal Growth Lab

Das von Prof. Dr.-Ing. Peter Wellmann geleitete Crystal Growth Lab @ FAU ist am Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften 6 (i-meet) des Departments Werkstoffwissenschaften (Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg) und am Zentrum für Neue Materialien und Prozesstechnik (ZMP) angesiedelt. Die Forschungsthemen liegen im Bereich der Halbleitertechnologie und schließen Kristallwachstum, Epitaxie und Charakterisierung verschiedener elektronischer Materialien mit dem Schwerpunkt auf Halbleiter großer Bandlücke ein.

Die erfolgreichen Aktivitäten des Crystal Growth Lab’s werden seit Dezember 2017 von der Europäischen Union als Key Enabling Technology (KET) Centre mit dem Arbeitsschwerpunkt „FAU – Industrial Services in Crystal Growth of SiC“ geführt.

Die Anwendungsfelder der Forschungsarbeiten des Crystal Growth Lab’s liegen in den Bereichen Materialentwicklung für die Leistungselektronik, „Green Energy“ und neue photonischen Anwendungen mit einem Schwerpunkt auf dem Halbleiter SiC:

• SiC für elektronische Bauelemente in der Leistungselektronik gilt als Schlüsselmaterials im Bereich „Green Energy“. Das Labor fokussiert hier auf das Volumen-Kristallwachstum von SiC mittels der PVT-Methode und dem neu entwickelten CS-PVT-Verfahren.
• SiC für neue photonische Anwendungen schließt optische Wellenleiter, Quanteninformation, Intermediate-Band Solarzellen, fotokatalytisches Wasserspalten und fluoreszentes SiC ein. Das Labor fokussiert hier auf die Herstellung von dünnen kristallen Halbleiterscheiben und Epitaxie-Schichten basierend auf dem CS-PVT Verfahren und auf der Chemischen Gasphasenabscheidung (CVD).
• Die Laborausstattung umfasst alle Prozessschritte von der Synthese des SiC-Quellenmaterials, des Kristallwachstums von SiC, dem Rundschleifen und Sägen der Kristalle, dem Polieren der Wafer bis zur Wafer-Charakterisierung.
• Im Bereich der Halbleiter-Charakterisierung steht eine große Palette von elektrischen, spektroskopischen und strukturellen Messverfahren zur Verfügung. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf topographischen Messverfahren.
• Auf der Suche nach neuen Halbleitermaterialen werden die Synthese und Schichtabscheidung von chalkogenen Perowskiten, wie like BaZrS3, BaZrSe3, BaSrS3, BaSrSe3 untersucht.
• Andere Themen, welche im Labor erforscht wurden, schließen ein (i) ammonothermales Wachstum von Nitrid-Halbleitern, wie GaN, (ii) CIGSSe und CZTSSe Halbleiterschichten für Solarzellenanwendungen, (iii) Druckbare Elektronik auf Basis von Halbleiter-Nanopartikeln und hybriden Systemen aus organischen Halbleitern und Halbleiter-Nanopartikeln, (iv) hybride Nanomagnet-Halbleiter-Strukturen, (v) Halbleiter dotiert mit Seltenen Erden, sowie (vi) Halbleiter-Übergitter und Quantenpunkt-Strukturen.

In allen Arbeitsfeldern werden Wissens- und Technologietransfer zu industriellen Partnern angeboten.