Epitaktisches Wachstum und strukturelle, elektrische und optische Eigenschaften von neuen Si-Ge-Sn-C-Halbleiterlegierungen

Am Peter Grünberg Institut Halbleiter-Nanoelektronik (PGI-9-IT), Forschungszentrum Jülich GmbH, ist eine Promotionsstelle für die Erforschung des einkristallinen Wachstums von Silizium-Germanium-Zinn-Kohlenstoff-Legierungsschichten auf Silizium (Germanium) zu besetzen. Si-Ge-Sn ist neues ternäres Halbleiterlegierungssystem mit großem Anwendungspotential für Optoelektronik (Laser), Elektronik, speziell für Tunnel-Feldeffekttransistoren und Thermoelektrik. Wir sind auf allen genannten Gebieten erfolgreich tätig. Unsere neuesten experimentellen Ergebnisse weisen eine direkte Bandlücke in GeSn sowie erstmals Lasern in einem optisch gepumpten Streifenleiter nach. Die Ergebnisse erscheinen in Nature Photonics (DOI: 10.1038/NPHOTON.2014.321) am 19.01.2015. Im Rahmen dieser Arbeit soll Kohlenstoff, ein weiteres Element der Gruppe IV, in Si-Ge-Sn eingebaut werden, um die optischen und elektrischen Eigenschaften weiter maßschneidern und optimieren zu können. Das quarternäre Si-Ge-Sn-C Halbleitersystem ist noch weitestgehend unerforscht. Mit Si-Ge-Sn steht bereits ein Si-kompatibles Legierungssystem mit direkten Bandübergängen und einstellbaren Bandlücken (0.4 – 1.1 eV) zur Verfügung stehen.

Das einkristalline Schichtwachstum erfolgt in einem CVD-Clustersystem bei besonders niedrigen Temperaturen mit speziellen Precursoren. Die neuartigen Schichten sollen eingehend strukturell, elektrisch und optisch untersucht werden. Besonderes Augenmerk wird auf die Herstellung von Nanodrähten, einschließlich Core-Shell-Nanodrähten, gelegt werden. Diese eröffnen neue Möglichkeiten des Maßschneiderns der elektronischen Bandstruktur und sind somit Grundbausteine für verschiedene Bauelemente.

Das Institut verfügt über verschiedene Schichtwachstumsverfahren, Implantationseinrichtungen, Simulationstools, einen neu errichteten Reinraum (Helmholtz Nanofacility (HNF)) mit Lithographiemöglichkeiten bis in den Bereich weniger Nanometer und eine ausgezeichnete Analytik. Damit sind hervorragende Arbeitsmöglichkeiten gegeben.

Weitere Informationen

Unternehmen

Helmholtz Gemeinschaft

Bereich/Abteilung

PGI-9 - Halbleiter-Nanoelektronik

Abschlussart

Dissertation

Branche

Maschinenbau und Betriebstechnik

Anforderungen

Diplom- oder Masterabschluss in Physik, Materialwissenschaften oder Elektrotechnik. Erwünscht sind sehr gute Kenntnisse der Festkörperphysik.

Zusatzinformationen

Forschungszentrum Jülich

Das Forschungszentrum Jülich möchte mehr Mitarbeiterinnen in diesem Bereich beschäftigen. Wir sind daher an der Bewerbung von Frauen besonders interessiert. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen sind uns willkommen.

Weitere Informationen bei:

Prof. Dr. Siegfried Mantl
Peter Grünberg Institut -9/IT (PGI-9-IT)
s.mantl@fz-juelich.de

http://www.fz-juelich.de/pgi/pgi-9/EN/Home/home_node.html

Die Promotion kann an der RWTH Aachen in Physik oder in der Elektrotechnik erfolgen.