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Ausbildung heterorelevanter Grenzflächen: Eine kombinierte Photoemissions und ab initio DFT-Studie von GaP/Si Heterostrukturen

Ansprechpartner

Prof. Thomas Hannappel
Fachgebiet Grundlagen von Energiematerialien

Telefon: +49 3677 69-2566
e-mail: thomas.hannappel@tu-ilmenau.de

 

Förderinformation

Projektträger: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Förderkennzeichen: HA 3096/10-1

beteiligte Fachgebiet: Grundlagen von Energiematerialien

Laufzeit: 01.07.2018 - 30.06.2021

Projektinformation

Die Integration von III-V-Halbleitern auf Si ist wünschenswert für eine neue Generation von mikroelektronischen Leistungsbauelementen, hocheffizienten Mehrfachsolarzellen und photolytischen Tandemabsorbern für die erneuerbare Wasserstofferzeugung. GaP/Si(001) ist der ideale Kandidat für generische, pseudomorphe virtuelle Substrate, die komplexe Probleme im Zusammenhang mit der polar-onnonpolaren Heteroepitaxie vor einer weiteren III-V-Integration überwinden sollen. Die Präparation scharfer GaP/Si(001)-Grenzflächen ist dabei der entscheidende technologische Schritt in der metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung (MOCVD), da sie die Qualität der anschließend aufgewachsenen Epitaxieschichten und die Leistung des Endbauelements stark beeinflusst. Vorarbeiten zeigten, dass Arsen hier von besonderem Interesse ist. Heute sind die Mechanismen der Grenzflächenbildung auf atomarer Ebene nicht gut verstanden und die elektronische Struktur vergrabener Grenzflächen ist nicht aufgelöst. In diesem bilateralen Projekt werden wir optische in-situ-Spektroskopie, Labor- und Synchrotron-basierte Photoelektronenspektroskopietechniken, Tiefenprofilierung und ab initio-Dichtefunktionaltheorie (DFT)-Berechnungen kombinieren, um ein umfassendes Verständnis der strukturellen und elektronischen Eigenschaften von GaP/Si(001) und GaP/Si(001):als Heterogrenzflächen auf atomarer Skala zu erarbeiten. Wir werden spezielle Modifikationen der atomaren Struktur einführen, um zu verstehen, wie die elektronischen Eigenschaften der Heterogrenzfläche abgestimmt werden können. Ziel ist es, ein grundlegendes Verständnis der III-V/IV-Heterogrenzflächenbildung mit direkten Auswirkungen auf hocheffiziente Bauelementanwendungen zu gewinnen.