Nanowires

Analyse des Ladungsträgertransports in radialen und axialen ladungstrennenden Kontakten aus III/V Halbleiter-Nanodrähten

Ansprechpartner

Prof. Thomas Hannappel
Fachgebiet Grundlagen von Energiematerialien

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

Förderinformation

Projektträger: DFG

Förderkennzeichen: HA 3096/16-1

beteiligte Fachgebiete: Grundlagen von Energiematerialien

Laufzeit: 01.01.2020 - 31.12.2022

Projektinformation

Dieses Projekt befasst sich mit der Identifikation und Lokalisierung der Ursachen für die Begrenzung der optoelektronischen Leistungsdaten von Halbleiter-Nanodrahtstrukturen. Hierbei soll eine intensive Korrelation von makroskopischen Bauelementdaten mit räumlich sehr hoch aufgelösten Mikroskopiedaten erreicht werden. Die Bauelemente besitzen axiale und koaxiale Nanodraht-Homo- und -Heterokontakte zur Ladungstrennung, bestehend aus GaAs- und InGaP-basierten pn-Kontakten, die mittels MOVPE hergestellt werden. Der Zusammenhang zwischen Grenzflächenformationen und Rekombinationspfaden soll durch eine Kombination von in-system Vier-Spitzen-Messungen, Rastersonden-Mikroskopie und optischen Methoden ermittelt werden. Dabei erfolgt eine lokale Erfassung der Strom-Spannungskennlinien an aufrecht stehenden axialen versus radialen Nanodrahtstrukturen sowie auch hochauflösende Rastertunnelmikroskopie. Die Untersuchung der optoelektronischen Eigenschaften erfolgt mit einem Streak-Kamera-System. Die messtechnische Erfassung und Lokalisierung stößt in Nanobauelementen inhärent auf Limitierungen, die daher mit Hilfe des Simulations-Softwarepakets Silvaco Atlas für eine physikalische Modellierung bearbeitet werden. Die Leistungsdaten bei der Ermittlung von Konversionseffizienzen werden unter Berücksichtigung der Generations- und Rekombinationsmechanismen sowie des Minoritäten- und Tunnel-Transportes über die Homo- und Hetero-Übergänge ermittelt.

Das Projektziel ist die Erfassung des qualitativen und quantitativen Zusammenhangs zwischen Nanodrahtwachstum, Bauelementdesign, Grenzflächenformation und Oberflächenpassivierung im Hinblick auf die Qualität von ladungstrennenden pn-Übergängen im Nanodraht. Hieraus sollen Konzepte vorgestellt und erprobt werden, die eine deutliche Steigerung der optoelektronischen Leistungsmerkmale bei der  Licht-Nanodraht-Wechselwirkung ermöglichen.