Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Oberflächenzustände von Halbleiternanodrähten aufgedeckt

31.10.2013
Das Verkleinern mikroelektronischer Bauteile ermöglicht regelmäßig technische Innovationen.

Vor diesem Hintergrund stehen derzeit Nanodrähte aus Halbleitern im Blickpunkt von Forschung und Entwicklung. Wissenschaftlern aus Jülich, Düsseldorf, Berlin und dem französischen Lille ist es nun gelungen, die Oberflächenstruktur der wichtigen Galliumnitrid-Nanodrähte zu entschlüsseln.


Die Grafik veranschaulicht die sogenannte Zustandsdichte an der Oberfläche eines Galliumnitrid-Kristalls (unten) im Vakuum, also die Wahrscheinlichkeit, mit der Elektronen bestimmte Energieniveaus besetzen (rot = hoch, grün = niedrig).
Quelle: Forschungszentrum Jülich

Ihre Erkenntnisse schafften es auf den aktuellen Titel der internationalen Fachzeitschrift „Applied Physics Letters“. Sie lassen sich wahrscheinlich auch auf Nanodrähte aus anderen Halbleitern übertragen und geben Impulse für die Entwicklung miniaturisierter optoelektronischer Bauteile.

Halbleiter-Nanodrähte besitzen interessante optoelektronische Eigenschaften, etwa die Fähigkeit, Licht zu erzeugen, und lassen sich durch kontrollierte Selbstorganisation in immer gleicher Größe und Form herstellen. Energieeffiziente Leuchtdioden (LEDs) und Laser etwa basieren auf optoelektronischen Halbleitermaterialien.
Die optoelektronischen Eigenschaften hängen von der elektronischen Struktur des verwendeten Materials ab. Blaues und grünes Licht etwa lässt sich mit Galliumnitrid herstellen, einem der verbreitetsten Halbleitermaterialien in der Optoelektronik.

Die elektronische Struktur von Gallliumnitrid ist eigentlich gut bekannt. Aber: Für Nanodrähte daraus galt das bisher nicht. Denn Nanodrähte besitzen einen Durchmesser von einigen wenigen bis einigen hundert Nanometern und sind bis zu mehreren Mikrometern lang. Ihre Oberfläche ist deshalb im Verhältnis zum Volumen extrem groß. Die elektronische Struktur der Oberfläche wird dadurch wichtiger. Sie kann sich aber deutlich von der bekannten Volumenstruktur unterscheiden.

Das Forscherteam verfolgte deshalb bei seiner Arbeit einen neuen Ansatz: Die Wissenschaftler untersuchten nicht die Nanodrähte selbst, sondern sie spalteten Materialproben so, dass größere Flächen entstanden. Deren Struktur gleicht der von Nanodrähten. Mithilfe von Rastertunnelspektroskopie konnten die Forscher daran die Wahrscheinlichkeit messen, mit der Elektronen bestimmte Energieniveaus einnehmen. Berechnungen des Teams bestätigten schließlich die Messergebnisse.

Originalveröffentlichung:
Hidden surface states at non-polar GaN (1010) facets: Intrinsic pinning of nanowires. L. Lymperakis et al.. Appl. Phys. Lett. 103, 152101 (2013), published online 7 October 2013,
DOI: 10.1063/1.4823723

Link zum Artikel:
http://dx.doi.org/10.1063/1.4823723

Weitere Informationen:
Peter Grünberg Institut – Mikrostrukturforschung (PGI-5):
http://www.fz-juelich.de/pgi/pgi-5/DE/Home/home_node.html

Erhard Zeiss | Forschungszentrum Jülich GmbH
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Der überraschend schnelle Fall des Felix Baumgartner
14.12.2017 | Technische Universität München

nachricht Eine blühende Sternentstehungsregion
14.12.2017 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik