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 Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften
29.03.2017 | Technische Universität Dresden

nachricht Elektromobilität: Forschungen des Fraunhofer LBF ebnen den Weg in die Alltagstauglichkeit
27.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

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: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten