Katalytischer Effekt zur Produktion von Galliumoxid
Phänomen übertragbar auf andere Materialien und damit neue Technik
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Galliumoxid-Indiumoxid-Überstruktur für neue Elektronik (Grafik: pdi-berlin.de) |
Berlin (pte022/30.11.2017/12:30) Forschern des Paul-Drude-Instituts für Festkörperelektronik (PDI) http://www.pdi-berlin.de ist es gelungen, das Kristallwachstum von Galliumoxid erstmalig mit einem katalytischen Effekt in seiner Ausbeute drastisch zu steigen. Der Effekt ist nicht nur eine Neuentdeckung, er ist auch übertragbar auf andere Materialien mit ähnlichen Eigenschaften wie die des Galliumoxids.
Metallaustausch-Katalyse
Die physikalische Gasphasenabscheidung ist eine der Kerntechnologien zum Herstellen dünner hochreiner Halbleiterschichten. Zu ihr zählt auch die Molekularstrahlepitaxie (MBE), die bei den Untersuchungen zum Einsatz kam. Die Reaktionschemie während der MBE ist deutlich einfacher als bei anderen, viel komplexeren Technologien zur Halbleiterherstellung. Die PDI-Forscher hatten daher nicht erwartet, dass im MBE-Prozess ein katalytischer Effekt auftreten könnte. Dieses Phänomen erklären sie sich durch einen neuen Mechanismus, den sie Metallaustausch-Katalyse nennen.
Die Untersuchungen zeigen zum einen, dass bei Hinzufügen des Elements Indium die Wachstumsrate von Galliumoxid während der MBE um ein Vielfaches ansteigt. Zum anderen formt sich Galliumoxid in der Anwesenheit von Indium auch noch unter Bedingungen, unter denen es ohne dieses Element nicht mehr möglich wäre. Dabei bildet das Galliumoxid eine spezifische Kristallstruktur aus, die sich einzigartig für die Kombination von Galliumoxid- mit Indiumoxidschichten in Heterostrukturen eignet, wie sie in Bauelementen benötigt werden.
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