Die Herstellung defektfreier Substrate für die Fertigung von opto-elektronischen und elektronischen Bauelementen auf Basis kubischer Gruppe-III Nitride ist das Ziel des ab 2019 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts mit dem Thema „Selektives Wachstum kubischer Gruppe III-Nitride auf nanostrukturierten 3C-SiC(001) Substraten“. Das von Prof. As beantragte Projekt wird mit rund 260.000 Euro unterstützt, für 3 Jahre eine Doktorandenstelle und Sachmittel zu finanzieren.
Ziel des beantragten Vorhabens ist die Herstellung kubischer Gruppe III-Nitride mit reduzierter Versetzungsdichte auf nanostrukturierten 3C-SiC (001) Substraten. Dazu sollen mit Elektronenstrahl-lithographie (EBL) und reaktiven Ionenätzen (RIE) nanostrukturierte V- bzw. U-förmige Gräben mit Grabenbreiten im 50 nm-Bereich in die Substrate geätzt oder durch dielektrische Masken mit Öffnungen im Nanometerbereich gefertigt werden. Diese Öffnungen werden anschließend mittels Molekularstrahl-Epitaxie mit AlN und GaN überwachsen. Besitzen diese Nanostrukturen ein hohes Aspektverhältnis (Tiefe zu Breite >> 1) sollte dies zu einer effektiven Filterung der Versetzungen innerhalb der Öffnungen bzw. Gräben führen und die Versetzungsdichte der kubischen Nitride um mehrere Größenordnung reduzieren. Die kubischen Gruppe-III Nitride auf nanostrukturierten Substraten werden mit hochauflösender Transmissionsmikroskopie (TEM), Atomkraftmikrokopie (AFM), Hochauflösender Röntgenbeugung ( HRXRD), Kathodolumineszenz und Mikrophotolumineszenz untersucht. Durch geeignete Wahl der Öffnungsabstände wird zusätzliche die Koaleszenz der kubischen GaN Schichten studiert.
Die Herstellung von geeigneten Substraten und Schichtstrukturen für die Materialforschung und der Forschung am Licht gehört zu den Schwerpunkten der Universität Paderborn. Im Schwerpunkt „Optoelektronik und Photonik“ werden mit Unterstützung des Center of Optoelectronics and Photonics Paderborn (CeOPP) neuartige Technologien und Bauelemente gefördert und entwickelt.
