Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Germanium-Nanodrähte zur Integration mit Silizium

19.09.2012
Eine neue Methode lässt Germanium-Atome ohne Katalysator zu gleichmäßigen Drähten auf Silizium-Oberflächen zusammenwachsen.
Dadurch können Kontaminationen ausgeschlossen und die Nanodrähte besser in Mikrochips integriert werden. Dieses Ergebnis einer internationalen Forschergruppe wurde in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.

Zur Herstellung immer kleiner werdenden Strukturen in der modernen Halbleitertechnologie werden Prozesse der Selbstorganisation immer interessanter. Dabei ordnen sich die einzelnen Atome und Moleküle wie von Zauberhand selbst in den gewünschten Strukturen an. Diesem Trend folgend haben Wissenschaftler eine neue Bottom-up-Methode zur Herstellung von Germanium-Nanodrähten entwickelt. Diese ermöglicht die direkte Bildung der Drähte auf einem Mikrochip, ohne dass dazu ein metallischer Katalysator notwendig wäre.

Da die gewünschte Struktur Atom für Atom aufgebaut wird, ist die Bottom-up-Methode sehr präzise und reproduzierbar. Bisher werden Halbleiter-Nanodrähte meistens mit Hilfe metallischer Nanostrukturen abgeschieden, die das Halbleitermaterial konzentrieren und in eine bestimmte Richtung aufwachsen lassen. Ein Nachteil dieser Methode besteht darin, dass der metallische Katalysator den entstehenden halbleitenden Nanodraht kontaminieren kann. Außerdem ist die Integration dieser senkrecht aufgewachsenen Nanodrähte in die Mikrochips der Silizium-Technologie äußerst schwierig.

Um diese Probleme zu umgehen, haben Dr. Jianjun Zhang vom Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden und seine Kollegen eine Methode entwickelt, die ohne Katalysator auskommt und auf einer flachen Oberfläche funktioniert. Dabei wird mittels Molekularstrahlepitaxie eine dünne Germaniumschicht auf einer Siliziumunterlage abgeschieden. Anschließend wird das Präparat auf 560° C erwärmt. Dadurch sammelt sich das Germanium in Inseln, die an die Form von Dächern erinnern. Nach einigen Stunden prägen diese Inseln eine langgestreckte Form aus. Bei einer Höhe von ca. 2 und einer Breite von 20 Nanometern erreichen sie eine Länge von einigen Mikrometern. „Das beeindruckende an diesen Strukturen ist, dass sie aus einem perfekten Einkristall bestehen und darüber hinaus sehr viel einfacher in die bestehende Si Technologie integrierbar sind als das bei anderen Verfahren der Fall ist,“ sagt Professor Schmidt, Direktor des Instituts für Integrative Nanowissenschaften im IFW Dresden.

Theoretische Modelle zeigen, dass die Form eines langgestreckten Zeltes die energetisch günstigste ist. Dadurch entstehen sehr kleine und gleichmäßige Querschnitte, die interessant für verschiedene Bauelemente sein können, so zum Beispiel für solche, die den Spin von Ladungsträgern kontrollieren.
Die Forschungsergebnisse wurden durch eine internationale Kooperation aus Gruppen von Dresden, Mailand, Grenoble, Linz, und Tomsk erzielt und in der Zeitschrift „Physical Review Letters“ veröffentlicht: J. J. Zhang, G. Katsaros, F. Montalenti, D. Scopece, R. O. Rezaev, C. Mickel, B. Rellinghaus, L. Miglio, S. De Franceschi, A. Rastelli, and O. G. Schmidt, Monolithic Growth of Ultrathin Ge Nanowires on Si(001), Phys. Rev. Lett. 109, 085502 (2012)

KONTAKT:
Prof. Dr. Oliver G. Schmidt
Institut für Integrative Nanowissenschaften, IFW Dresden,
Helmholtzstrasse 20, 01069 Dresden, Deutschland;
Tel: +49/(0)351/4659-800
E-Mail: o.schmidt@ifw-dresden.de

Dr. Carola Langer | idw
Weitere Informationen:
http://www.ifw-dresden.de
http://www.ifw-dresden.de/institutes/iin

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