Zukunftsweisende Ergebnisse im Bereich der Optoelektronik

Auf Galliumnitrid (GaN) basierende optoelektronische Bauelemente zeigen Lichtemission vom ultravioletten Spektralbereich bis ins Blaue. Blauvioletten Lasern wird im Markt der optischen Speicherung eine zukunftsträchtige Entwicklung vorausgesagt. Besonders bei den Segmenten Computerspeicher (DVD, Blue-ray Disc) sowie der Speicherung von Videos oder Videospielen auf DVD und bei Minidisks (z. B. Speicherung von Fotos oder Videoaufnahmen) können die blauen Laser ihre Vorteile ausspielen. Blaue Leuchtdioden werden bereits eingesetzt, zum Beispiel für tageslichtfähige Großdisplays, als Instrumentenbeleuchtung in Automobilen oder zur Kennzeichnung von Wegen oder Notausgängen.
Mit ultraviolett strahlenden Leuchtdioden (UV-LED) kann ein sehr reines weißes Licht erzeugt werden. Ähnlich wie bei der Leuchtstofflampe werden die UV-Strahlen mit Fluoreszenzstoffen konvertiert. Durch ihre Eigenschaften wie hohe Brillianz, niedrige Betriebsspannung, flache Bauform und geringe Wärmeentwicklung eignen sie sich hervorragend als Hinterleuchtung für Flüssigkristall-Displays. Auch als reine UV-Strahler können sie eingesetzt werden: dort, wo sie mit ihren energiereichen Photonen beispielsweise Kunststoffe härten (Zahnfüllungen, Druckfarben etc.) oder Flüssigkeiten entkeimen.

Aus diesen Gründen fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) seit 1996 die Forschung auf dem Gebiet der GaN-Halbleiter.
Im Rahmen der bereits abgeschlossenen Vorhaben wurden blau leuchtende LEDs und der erste in Europa hergestellte blaue „continuous-wave“ Laser realisiert (im März 2001 von Osram OS vorgestellt). In einem weiteren Vorhaben: „Vollfarbtaugliche LC-Displaybeleuchtung für die multimediale Mobilkommunikation“ wurden Weißlichtquellen entwickelt. In dem zur Zeit laufenden Projekt „Neue Wege zur Speicherung und Visualisierung von Informationen“ sollen in Zusammenarbeit von Osram OS, der Universitäten Ulm und Braunschweig sowie des Fraunhofer-Instituts Angewandte Festkörperphysik leistungsstarke GaN-Laser entwickelt werden. Neben einem tieferen Verständnis der physikalischen Grundlagen soll die Technologiebasis für weitere Produktentwicklungen gelegt werden. Erste Erfolge sind bereits zu verzeichnen: die Lebensdauer bei 1 mW optischer Ausgangsleistung und bei Raumtemperatur ist seit Projektstart schrittweise von 2 Minuten auf mehr als 35 Stunden gestiegen.

Eine wesentliche Verbesserung der Eigenschaften GaN-basierender Bauelemente wird erwartet, wenn GaN-Substrate guter Qualität vorliegen. Daher wird in Ergänzung zu den Bauelemententwicklungen die vielversprechende Hydrid-Gasphasenepitaxie erforscht. Damit sollen große freitragende GaN-Schichten von etwa 200 µm Dicke abgeschieden werden, die dann als Trägermaterial für Bauelemente dienen. Diese Entwicklung wird in Zusammenarbeit von Aixtron mit Osram OS und anderen Forschergruppen durchgeführt.

Hierzu findet am 27. Juni im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Köln-Porz ein Symposium statt, in dem die Ergebnisse der oben genannten BMBF-Projekte vorgestellt und diskutiert werden.

Ansprechpartner:

Dr. Ralph Dieter
Projektträger des BMBF für Informationstechnik
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.
Linder Höhe
51147 Köln

Tel.: 02203 – 601 3350
E-Mail: ralph.dieter@dlr.de