Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bessere Kristalle durch Magnetfelder

25.06.2008
Forscher entwickeln neuartiges Züchtungsverfahren für Halbleiterkristalle. Die Solarindustrie zeigt großes Interesse.

Handys, Laser, Leuchtdioden - sie alle funktionieren nur, weil in ihnen Halbleiterbauelemente stecken, die auf hochregelmäßigen Halbleiterkristallen wie Silizium oder Galliumarsenid basieren.

Solche Kristalle werden in der Industrie in großem Maßstab in aufwändigen Verfahren "gezüchtet". Im Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ) konnten Forscher diese Züchtungsverfahren jetzt um einen entscheidenden Schritt verbessern. Sie nutzten in industriemäßigen Anlagen wandernde Magnetfelder, um in der Schmelze die Strömungsintensität zu verringern.

Wie in jedem Kochtopf so entstehen auch in einer Schmelze Strömungen auf Grund der unterschiedlichen Wärmeverteilung. Bewegliche Magnetfelder können diesen Strömungskräften entgegenwirken, die Schmelze kann gleichmäßiger kristallisieren.

Die Forscher um Prof. Peter Rudolph setzten dieses eigentlich nicht neue Prinzip im Rahmen des Projektes KristMAG in den vergangenen drei Jahren erfolgreich in die Tat um. Im Vergleich zu anderen Kristallzüchtern hatten sie aber die entscheidende Verbesserungsidee: Sie ordneten die Magnetfeldgeneratoren nicht mehr außen um die Schmelzöfen an, sondern entwickelten Heizspulen, mit denen sich gleichzeitig Magnetfelder erzeugen lassen.

"Da das Magnetfeld unmittelbar in den Schmelztiegel eingekoppelt wird, brauchen wir nur noch relativ geringe Feldstärken. Äußere Magnetfelder müssten sehr stark sein, um bis nach innen zu dringen und würden die Kosten für eine Züchtungsanlage etwa verdoppeln", sagt Rudolph. Ein im Rahmen des Projektes durch Industriepartner entwickeltes ausgefeiltes Leistungs- und Steuerungssystem erlaubt es, dass die Heizer über Gleichstrom Wärme erzeugen, ein darüber gelagerter Wechselstrom erzeugt die wandernden Magnetfelder.

Die Ergebnisse des großangelegten Projektes präsentierten die Forscher jetzt auf einem abschließenden Statusseminar. An dem Projekt waren neben weiteren Forschungseinrichtungen wie dem Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik und der Leibniz-Universität Hannover auch die Industriepartner Steremat Elektrowärme GmbH aus Berlin und Auteam Industrie-Elektronik GmbH Brandenburg beteiligt, Die Ergebnisse seien in jeder Hinsicht sehr zufriedenstellend, sagte Projektkoordinator Rudolph.

Das Projektteam hätte gezeigt, dass sich Halbleiterkristalle in verbesserter Qualität zu günstigen Kosten und Energieverbrauch herstellen lassen. Ein erstes Modul ist bereits an eine Berliner Firma worden. Trotzdem bleibt aus Sicht von Rudolph noch viel zu tun. "Wir haben die Machbarkeit gezeigt, was wir nun brauchen ist die Entwicklung der Technologie für den industriellen Maßstab", sagte er. Das Interesse an verbesserten Kristallisationsverfahren sei besonders in der Solarindustrie sehr groß.

"Wir können uns vor Anfragen kaum retten", so Rudolph weiter. So hätten Firmen aus dem Inland beim IKZ bereits Studien für spezielle Anwendungen in Auftrag gegeben, auch aus dem Ausland gebe es Interessenbekundungen. Die Ergebnisse des Projektes sind durch sechs Patente geschützt.

Auch die Mittelgeber des Projektes, das ein Volumen von rund 3 Millionen Euro umfasste, sind zuversichtlich. Dr. Christian Hammel von der TSB Technologiestiftung Berlin, die das Vorhaben aus Mitteln des Zukunftsfonds des Landes Berlin und des Europäischen Fonds für Regionalentwicklung (EFRE) gefördert hat, sagte: "Durch die enge Kooperation mit den Industriepartnern entstanden bereits im Projekt mit den Heizern und der dazu gehörenden Steuerung neue Produkte der beteiligten Unternehmen.

Industriellen Anwendern wird die neue Technologie überhaupt erst dadurch zugänglich, dass man die benötigten Komponenten auch kaufen kann. Aus diesem Technologietransfer kann ein Nutzen für die Region entstehen, der über den Erkenntnisgewinn der Institute deutlich hinausgeht."

Kontakt:

Prof. Dr. Peter Rudolph
Email: rudolph@ikz-berlin.de,
Tel. : +49-(0)30-6392 3034
Dr.-Ing. Wolfgang Thieme, Projektmanager,
Email: thieme@ikz-berlin.de
Tel.: +49-(0)30-6392 3039

Christine Vollgraf | idw
Weitere Informationen:
http://www.ikz-berlin.de

Weitere Berichte zu: Halbleiterkristall Magnetfeld

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Fraunhofer IFAM erweitert den Forschungsbereich »Beschichtungen für Bewuchs- und Korrosionsschutz«
11.01.2017 | Fraunhofer IFAM

nachricht Schrauben mit Köpfchen
10.01.2017 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau