Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

FAU-Forscher entwickeln Graphen-Siliziumkarbid-Transistoren für integrierte Hochleistungselektronik

24.07.2012
Physiker der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich aus Graphen und Siliziumkarbid leistungsfähige integrierte Schaltkreise herstellen lassen. Die Forschungsergebnisse wurden jetzt in der Zeitschrift „nature communications“ publiziert.

Graphen ist eine Graphitschicht mit der Dicke einer einzigen Atomlage. Das Material hat außergewöhnliche Eigenschaften, und Wissenschaftler auf der ganzen Welt sehen darin großes Potenzial für die Elektronik.


Das auf einem Siliziumkarbid-Kristall gewachsene Graphen, ein zweidimensionales Bienenwabengitter aus Kohlenstoffatomen, wird in Leiterbahnen strukturiert und teilweise mit Wasserstoff behandelt. Dadurch wird erreicht, dass Strom (im Bild: blaue Elektronen) über Graphen-Kontakte (schwarz) in den Siliziumkarbidkristall fließt und durch wasserstoffbehandelte Graphen-Kontakte (rot/gelb) kontrolliert werden kann.
Grafik: J. Jobst, S. Hertel

Bereits 2009 haben Erlanger Wissenschaftler das Verfahren zur großflächigen Herstellung von Graphen auf einer Siliziumkarbidschicht entwickelt – allerdings ist es bisher nicht gelungen, leistungsfähige Transistoren mit guten Schalteigenschaften aus Graphen zu entwickeln.

Genau das haben Prof. Dr. Heiko Weber vom Lehrstuhl für Angewandte Physik der FAU und seine Mitarbeiter nun geschafft. Dabei gingen sie einen anderen Weg als die meisten ihrer internationalen Kollegen: „Wir verwenden ebenfalls Siliziumkarbid als Trägermaterial für das Graphenwachstum – allerdings nicht als isolierende, sondern als leitfähige Schichtstruktur“, erklärt Prof. Weber. „Das heißt, wir nutzen die Eigenschaften beider Materialien für elektronische Prozesse.“

Durch geschickte Strukturierung und Behandlung mit Wasserstoff können die Erlanger Physiker die Grenzfläche zwischen Graphen und Siliziumkarbid so manipulieren, dass ein Transistor entsteht, der exzellente Schalteigenschaften hat und zudem noch schnell ist. „Das Herausragende ist aber, dass der Transistor lediglich aus zwei Materialien besteht, die sehr robust sind“, sagt Heiko Weber. „Diese Technik ist nicht nur für den Bau einzelner Transistoren, sondern auch für die Entwicklung komplexer Schaltkreise geeignet.“

An der weiteren Verfeinerung des Verfahrens arbeiten Heiko Weber und sein Team im Rahmen des Exzellenzclusters „Engineering of Advanced Materials“ (www.eam.uni-erlangen.de) und des Sonderforschungsbereichs 953 der Deutschen Forschungsgemeinschaft an der FAU.
Die Forschungsergebnisse wurden jetzt in der Zeitschrift „nature communications“ publiziert. Das Manuskript hat Open-Access-Status und ist frei im Internet verfügbar (dx.doi.org/10.1038/ncomms1955).

Weitere Informationen für die Medien:

Prof. Dr. Heiko Weber
Tel. 09131/85-28421
heiko.weber@physik.uni-erlangen.de

Heiner Stix | idw
Weitere Informationen:
http://www.lap.physik.uni-erlangen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Fehlerzustände frühzeitig erkennen dank innovativer akustischer Verfahren zur Qualitätsprüfung
18.10.2018 | Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT

nachricht Härtere Werkzeuge aus dem 3D-Drucker – Dresdner stellen neues Verfahren für Hartmetallindustrie vor
11.10.2018 | Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Auf dem Weg zu maßgeschneiderten Naturstoffen

Biotechnologen entschlüsseln Struktur und Funktion von Docking Domänen bei der Biosynthese von Peptid-Wirkstoffen

Mikroorganismen bauen Naturstoffe oft wie am Fließband zusammen. Dabei spielen bestimmte Enzyme, die nicht-ribosomalen Peptid Synthetasen (NRPS), eine...

Im Focus: Größter Galaxien-Proto-Superhaufen entdeckt

Astronomen enttarnen mit dem ESO Very Large Telescope einen kosmischen Titanen, der im frühen Universum lauert

Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Olga Cucciati vom Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Bologna hat mit dem VIMOS-Instrument am Very Large...

Im Focus: Auf Wiedersehen, Silizium? Auf dem Weg zu neuen Materalien für die Elektronik

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben zusammen mit Wissenschaftlern aus Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgarien) und Madrid (Spanien) ein neues, metall-organisches Material entwickelt, welches ähnliche Eigenschaften wie kristallines Silizium aufweist. Das mit einfachen Mitteln bei Raumtemperatur herstellbare Material könnte in Zukunft als Ersatz für konventionelle nicht-organische Materialien dienen, die in der Optoelektronik genutzt werden.

Bei der Herstellung von elektronischen Komponenten wie Solarzellen, LEDs oder Computerchips wird heutzutage vorrangig Silizium eingesetzt. Für diese...

Im Focus: Goodbye, silicon? On the way to new electronic materials with metal-organic networks

Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz (Germany) together with scientists from Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgaria) and Madrid (Spain) have now developed and characterized a novel, metal-organic material which displays electrical properties mimicking those of highly crystalline silicon. The material which can easily be fabricated at room temperature could serve as a replacement for expensive conventional inorganic materials used in optoelectronics.

Silicon, a so called semiconductor, is currently widely employed for the development of components such as solar cells, LEDs or computer chips. High purity...

Im Focus: Blauer Phosphor – jetzt erstmals vermessen und kartiert

Die Existenz von „Blauem“ Phosphor war bis vor kurzem reine Theorie: Nun konnte ein HZB-Team erstmals Proben aus blauem Phosphor an BESSY II untersuchen und über ihre elektronische Bandstruktur bestätigen, dass es sich dabei tatsächlich um diese exotische Phosphor-Modifikation handelt. Blauer Phosphor ist ein interessanter Kandidat für neue optoelektronische Bauelemente.

Das Element Phosphor tritt in vielerlei Gestalt auf und wechselt mit jeder neuen Modifikation auch den Katalog seiner Eigenschaften. Bisher bekannt waren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Natürlich intelligent

19.10.2018 | Veranstaltungen

Rettungsdienst und Feuerwehr - Beschaffung von Rettungsdienstfahrzeugen, -Geräten und -Material

18.10.2018 | Veranstaltungen

11. Jenaer Lasertagung

16.10.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Entzündungsprozesse beeinträchtigen Nervenregeneration im Alter

19.10.2018 | Biowissenschaften Chemie

Auf dem Weg zu maßgeschneiderten Naturstoffen

19.10.2018 | Biowissenschaften Chemie

Magnetische Sensoren ermöglichen richtungsabhängige Temperaturmessung

19.10.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics