Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

SiC-Forschung: Vom Schmirgelpapier zur Hochleistungselektronik

04.04.2002


Die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) hat eine neue DFG-Forschergruppe. Für Forschungen zum Thema "SiC als Halbleitermaterial: Alternative Wege in Züchtung und Dotierung" haben sich sieben Lehrstühle aus der Naturwissenschaftlichen Fakultät I und der Technischen Fakultät zusammengetan. Das Amt des Sprechers hat Prof. Dr. Lothar Ley, Inhaber des Lehrstuhls für Experimentalphysik am Institut für Technische Physik, übernommen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert die derzeit dritte Forschergruppe an der FAU seit dem Februar diesen Jahres für zunächst drei Jahre mit einem finanziellen Volumen von etwas über 1,5 Millionen Euro.

Wir alle kennen Siliziumkarbid: die extrem harten Körner im Schmirgelpapier, die das Schleifen besorgen. Aber eigentlich ist Siliziumkarbid (SiC) viel zu schade für diesen Job. SiC ist nämlich nicht nur extrem hart, sondern auch ein ausgezeichneter Halbleiter. Wenn es darum geht, sehr hohe Ströme und Spannungen zu schalten, wie zum Beispiel bei der Steuerung elektrischer Lokomotiven, ist SiC sogar dem Prototyp aller Halbleiter, dem Silizium, überlegen. Würde man bis zum Jahre 2030 alle Hochleistungs- und Hochfrequenzschalter aus Silizium durch solche aus SiC ersetzen, so könnte man in einem Land wie Deutschland etwa sechs Gigawatt an elektrischer Energie einsparen. Das entspricht der Leistung von fünf Kernkraftwerken.

Warum aber erst 2030 und nicht schon heute? SiC ist im Vergleich zu Silizium ein "schwieriges" Material - schwierig bei der Züchtung von Kristallen, die bei 2200°C statt der etwa 1400°C für Silizium stattfindet; schwierig bei der Dotierung, d. h. beim gezielten Einbau von Fremdatomen zur Steuerung der elektrischen Eigenschaften, und schwierig in vielen anderen Bereichen. Außerdem hat es den Nachteil des Zweitgeborenen, der sich mühsam aus dem Schatten des Erstgeborenen Silizium herausarbeiten muss. Doch die unübersehbaren Vorteile des SiC haben in den letzten zehn Jahren zu außerordentlichen, internationalen Forschungsanstrengungen geführt.

Erlangen als Zentrum der Siliziumkarbid-Forschung
Kürzlich wurde das erste kommerzielle SiC-Bauelement von der Firma Infineon angeboten, einer ausgegliederten Unternehmenstochter von Siemens. Forschung und Entwicklung im Bereich des SiC fanden in Erlangen statt, das sowohl ein industrielles als auch ein universitäres Zentrum der SiC-Forschung ist. Lehrstühle der Universität Erlangen-Nürnberg sind seit langem erfolgreich in der SiC-Forschung tätig. Ein Schwerpunkt des vor kurzem abgeschlossenen Sonderforschungsbereichs 292 war die Forschung auf dem Gebiet des SiC.

Anfang 2001 bildete sich daher eine Initiative mit dem Ziel, die vorhandene Expertise auf dem Gebiet des SiC in einer Forschergruppe zu bündeln. Das Konzept überzeugte die Gutachter der DFG, die in den alternativen methodischen Ansätzen einmalige Chancen für die Ausschöpfung des Potentials von SiC in der Leistungselektronik sahen. An der neuen Forschergruppe beteiligen sich die Lehrstühle für Experimentalphysik, Theoretische Festkörperphysik, Angewandte Physik, Kristallographie und Strukturphysik, Werkstoffe der Elektrotechnik, Mikrocharakterisierung und Elektronische Bauelemente.

Der Titel der Forschergruppe "SiC als Halbleitermaterial: Alternative Wege in Züchtung und Dotierung" ist Programm. Es soll in der Tat versucht werden, in den Kernfragen der Kristallzüchtung und Dotierung neue Wege abseits der eingefahrenen Bahnen zu erkunden und zu entwickeln. Die Erwartung ist, dass man dabei auf Verfahren stößt, die den etablierten Ansätzen überlegen sind. Es handelt sich also um eine ergebnisorientierte Grundlagenforschung, die sowohl Risiken als auch erhebliche Potentiale birgt. Die Mitglieder der Forschergruppe waren der Meinung, dass diese Art der Forschung, die von der Industrie wegen der ökonomischen Zwänge nicht verfolgt wird, einer Universität angemessen ist. Der Kontakt mit der Industrie spielt dabei eine wichtige Rolle; mit allen deutschen Firmen, die auf diesem Gebiet tätig sind, ist ein Meinungsaustausch institutionalisiert.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Lothar Ley, Dr. Martin Hundhausen
Institut für Technische Physik II
Tel.: 09131/85-27090, -27259 
lothar.ley@physik.uni-erlangen.de

Martin.Hundhausen@physik.uni-erlangen.de

Gertraud Pickel | idw

Weitere Berichte zu: SIC Schmirgelpapier SiC-Forschung Silizium

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Forscherin entwickelt elektronische Textilstruktur für Medizinprodukte
17.02.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Untergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen
16.02.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie