Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der Kristall für die Elektronik der Zukunft

04.02.2011
Ein „Zauberkristall“ mit erstaunlichen Eigenschaften: Siliziumkarbid ist ein moderner Halbleiter und kann die Grundlage bilden für die Hochleistungselektronik der Zukunft.

Als Verbindung aus den chemischen Elementen Silizium und Kohlenstoff ist das Material extrem hitzebeständig, hält hohe elektrische Spannungen aus und ist daher geeignet für Anwendungen beginnend von der Stromversorgung für Laptops über Hybridautos bis zum Einsatz in der Raumfahrt.

Das Material steht jetzt im Mittelpunkt eines EU-weiten Forschungsvorhabens, an dem Wissenschaftler vom Lehrstuhl für Angewandte Physik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) beteiligt sind.

Gemeinsam mit acht weiteren Universitäten in verschiedenen Ländern Europas sowie Forschungsinstituten und Partnern aus der Industrie gelang es ihnen, eines der renommierten „Initial Training Networks“ der EU-Marie-Curie-Forschungsförderung einzuwerben. Mit rund 3,5 Millionen Euro finanziert die Europäische Kommission das Projekt, das über eine Dauer von vier Jahren läuft und den Titel „NetFISiC“ trägt. An die FAU fließen in diesem Rahmen rund 233.000 Euro, wovon eine Doktorandenstelle für drei Jahre finanziert wird.

Das Projekt ist aufgeteilt in drei Forschungsbereiche, in denen die Projektpartner jeweils unterschiedliche Teilaspekte erforschen: Die einen „züchten“ das Siliziumkarbid, die anderen untersuchen die gezüchteten Kristalle, zum Beispiel auf Defekte und auf ihre elektrischen Eigenschaften, und die Wissenschaftler des dritten Bereichs entwickeln Bauelemente, in denen das Material mit all seinen Eigenschaften optimal genutzt werden kann.

Die Forschung an der FAU
Am Lehrstuhl für Angewandte Physik der FAU sind Dr. Michael Krieger und Lehrstuhl­inhaber Prof. Dr. Heiko Weber in das Projekt NetFISiC involviert. Sie forschen im zweiten Bereich und untersuchen die Materialeigenschaften von Siliziumkarbid. „Es gibt viele unterschiedliche Möglichkeiten, das Material zu analysieren“, erläutert Dr. Krieger, „etwa durch die extrem starke Vergrößerung mit einem Elektronenmikroskop. Einige der Projektpartner können so Kristalldefekte aufspüren und untersuchen.“ Anders die Physiker an der FAU: Sie nutzen elektrische und optische Methoden, d. h. sie legen zum Beispiel an das Sili-

ziumkarbid elektrische Spannungen an oder beleuchten den Kristall mit einem Laser und messen die elektrische oder optische Antwort, um es auf seine elektronischen Eigenschaften zu testen.

Eigenschaften und Nutzung
„Siliziumkarbid eignet sich – im Gegensatz zum heute verwendeten Silizium – für Hochtemperatur- und Hochleistungsanwendungen auch in aggressiven Umgebungen wie etwa dem Weltraum“, erklärt Dr. Michael Krieger das Besondere an dem Material. „Außerdem steigert Siliziumkarbid die Energieeffizienz, zum Beispiel bei Geräten, die jeder von uns im Haushalt nutzt wie Netzteile, mit denen Handys aufgeladen oder die zwischen Laptop und Steckdose geschaltet werden.“ Herkömmliche Netzteile, in denen einfaches Silizium verbaut ist, können sehr warm werden, verlieren also viel Energie, die sie als Wärme ungenutzt nach außen abgeben. Anders wäre es, wenn in diese Netzteile Siliziumkarbid eingebaut würde. Die Solarindustrie beispielsweise nutzt bereits Bauteile aus Siliziumkarbid, um den durch die Solarpaneele erzeugten Gleichstrom umzuwandeln in Wechselstrom, wie er durch jedes Stromnetz fließt. Nur noch etwa ein Prozent Energie geben diese Solarwechselrichter mit Siliziumkarbid dann ungenutzt als Wärme an die Außenwelt ab, während etwa 99 Prozent der Solarenergie genutzt werden kann – eine enorme Leistungssteigerung und der Grund, warum das Material für die Industrie so interessant ist. „Die Technologie kann außerdem zukünftig beim Bau von Hybridautos eingesetzt werden“, sagt Krieger, „aber genauso sind unzählige andere Einsatzbereiche denkbar.“
EU-Initial Training Networks
Der Schwerpunkt des Projekts NetFISiC liegt in der Ausbildung von Nachwuchswissenschaftlern auf internationaler Ebene und in einem aktuellen Forschungsgebiet. Die Doktoranden, die durch die Initial Training Networks gefördert werden, müssen aus dem Ausland kommen und sollen innerhalb des Projektes vernetzt arbeiten. Ermöglicht werden den Nachwuchswissenschaftlern unter anderem Forschungsaufenthalte an einem Partnerinstitut. Zudem sind gemeinsame Training-Events wie Workshops oder Konferenzen geplant sowie ein regelmäßiger Austausch zwischen den zwölf Projektpartnern mittels Video- und Telefonkonferenzen sowie persönlicher Treffen. Am Ende des Projekts ist ein Workshop mit Job-Börse geplant, der von den beteiligten Partnern aus der Industrie organisiert wird.

Ziel der EU-Marie-Curie-Forschungsförderung ist es, die europäische Spitzenforschung in der Welt zu stärken. Startschuss für das Projekt NetFISiC ist offiziell am 1. Februar 2011.

Weitere Informationen für die Medien:

Dr. Michael Krieger
Tel.: 09131/85- 28427
michael.krieger@physik.uni-erlangen.de

Pascale Anja Dannenberg | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-erlangen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Wie Protonen durch eine Brennstoffzelle wandern
22.06.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht Omicron Diodenlaser mit höherer Ausgangsleistung und erweiterter Garantie
20.06.2017 | Omicron - Laserage Laserprodukte GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften