Date post: | 29-Aug-2019 |
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AG Hommel
Thema 1: Prozessoptimierung nitridbasierter Sensoren
• Projekt:
Herstellung sensitiver Gas- und Flüssigkeits-detektoren auf GaN-Basis.
• Problem:
Parasitäre Strompfade in der AlGaN-Schicht
• Ansatz:
Änderung des Sensor-Design:''vergrabene'' Kontakte
• Fragestellung der Bachelorarbeit:Einfluss verschiedener Geometrien und Kontakt-materialien auf die Sensitivität der Sensor-strukturen.
Konventionelles Design:
Ansatz der Bachelorarbeit:
AG Hommel
• Verwendete Methoden:✔ Optische Lithografie (Maskaligner)✔ Materialdeposition mittels Elektronenverdampfer & Trockenätzen (CAIBE)✔ SEM / FIB zur Prozesskontrolle✔ elektr. Charakterisierung der Sensoren
• Mögliche Messreihen:
✗ Variation der Kontakttiefe
✗ Einführung zusätzlicher Isolationsschichten
✗ Variation der Isolatorschichtdicke
✗ Variation des Isolatormaterials
Thema 1: Prozessoptimierung nitridbasierter Sensoren
• Ansprechpartner: Malte Fandrich ([email protected])
AG Hommel
Thema 2: Ladungsträgereinschlusses in Quantenpunkten
GaN
GaN
InGaN-QP
• Projekt:
Stabilisierung der Quantenpunktemission bis hin zu Raumtemperatur (Einzellinien).
• Problem:
Ladungsträger sind bei hohen Temperaturen nicht hinreichend im QP gebunden.
• Ansatz:
Einfügen von Barrieren unter- und oberhalb der Quantenpunktlagen (Verwendete Barrierenmaterialien:
➔ AlN, AlGaN, AlInN
• Fragestellung für die Bachelorarbeit:
Einfluss der Barrieren auf die Formation und die optischen Eigenschaften der QP.
Konventionelles Design:
Barrierendesign:
GaN
GaN
InGaN-QPBarrieren
Barrieren
AG Hommel
• Verwendete Methoden:
✔ Mikro-Photolumineszenz (µ-PL)
✔ Rasterelektronenmikroskopie (SEM)
✔ Rasterkraftmikroskopie (AFM)
• Mögliche Messreihen:
✗ µ-PL-Messungen:
➔ spektrale Lage und Intensität der QP-Emission
➔ Temperaturabhängige Messungen
✗ AFM/ SEM
➔ Vergleich der Oberflächenmorphologie
• Ansprechpartner: Elahe Zakizadeh ([email protected]) Timo Aschenbrenner ([email protected])
Thema 2: Ladungsträgereinschlusses in Quantenpunkten
SEM: offene QP-Struktur
AG Hommel
Thema 3: Charakterisierung von DBR-Strukturen
• Projekt:
Optimierung optoelektronischer Bauelemente, die auf vertikalen Resonatoren basieren (VCSEL, Einzelphotonemitter, Polaritonphysik)
• Problem:
Hohe Reflektivität und strukturelle Qualität der Spiegel erforderlich
➔ Präzise Kontrolle der Schichtdicken und -zusammensetzung
• Ansatz:
Ziele in verschiedenen Materialsystemen erreichbar➔ II-VI- und/ oder III-V-DBR
• Fragestellung für die Bachelorarbeit:
Strukturanalyse von Distributed Bragg Reflectoren (DBR).
SEM der
Probenstruktur:
AG Hommel
• Verwendete Methoden:
✔ Hochauflösende Röntgenbeugung (HRXRD)
✔ Rasterelektronenmikroskopie (SEM)
✔ Fokussierte Ionenstrahlen (FIB)
• Mögliche Messreihen:
✗ Verleichende Arbeit an zwei Materialsystemen
✗ HRXRD:➔ -2 - Scans messen und simulieren
➔ Mapping asymetrischer Refexe zur Verspannungsanalyse
✗ FIB/ SEM:➔ Strukturelle Untersuchungen von Oberflächen und Querschnitten
• Ansprechpartner: Sebastian Klembt ([email protected]) Timo Aschenbrenner ([email protected])
Thema 3: Charakterisierung von DBR-Strukturen
AG Hommel
Thema 4: Optische und strukturelle Analyse von II-VI Quantenfilmen
• Problemstellung:
Interface Rauhigkeit der Quantenfilme in Mikrokavitäten; inhomogene Verbreiterung der PL.Niedrige N-Dotierung der Filme zur Einzelphotonemission.
• Ansatz:
Herstellung der Mikrokavitäten mit Hilfe verschiedener Wachstumsmodi.
Mischung von N2 und Ar zum dotieren.
• Fragestellungen für die Bachelorarbeit:➔ Einfluss der Wachstumsmodi sowie der QW-Dicke auf die Linienbreite bei temperaturabhängiger µ-PL.➔ Einfluss der N-Dotierung auf die Donator-Akzeptor-Paarrekombination.
AG Hommel
• Verwendete Methoden:
✔ Mikro-Photolumineszenz (µ-PL)
✔ hochauflösende Röntgenspektroskopie (HRXRD)
• Mögliche Messreihen:
✗ (temperaturabhängige) µ-PL-Messungen:➔ Einfluss der QW-Dicke auf die Halbwertsbreite und spektrale Position der QW-Emission ➔ DAP-Untersuchung bei dotierten Quantenfilmen zur Bestimmung des Dotierlevels
✗ HRXRD-Messungen: ➔ Zusammensetzung quaternärer Barriereschichten in Abhängigkeit vom verwendeten Wachstumsmodus➔ Verspannungszustand von Filmen und Barriere
• Ansprechpartner: Thorsten Klein ([email protected]) Sebastian Klembt ([email protected])
Thema 4: Optische und strukturelle Analyse von II-VI Quantenfilmen
AG Hommel
GaN
Thema 5: Selektives Ätzen / Oxidieren von AlInN & InGaN Schichten
Probenstruktur
Kontakt Kontakt
Photon
Kontakt Kontakt
Nach Oxidation/Ätzen:
GaN
AlInN/GaN DBR
AlInN/GaN DBR
• Projekt:
Erhöhung der Kavitätsgüte in Einzelphotonenemittern bzw. Einschnürung des Strompfades
• Problem:
Strompfadaufweitung an jeder Grenzfläche
• Ansatz:
Selektive (Elektro-)Chemische Umwandlung von AlInN-Schichten (oder InGaN-Schichten)
• Fragestellungen der Bachelorarbeit:➔ Einfluss von Kristallrichtungen/Facetten auf das Ätzen➔ Einfluss auf die optische Güte der Kavitäten➔ Einfluss auf Effizienz → Erhöhung der Stromdichte
AG Hommel
• Verwendete Methoden:
✔ Elektrochemisches Ätzen/Oxidieren
✔ Reflektometrie & Mikro-Photolumineszenz (µ-PL)
✔ Rasterelektronenmikroskopie (SEM)
• Mögliche Aufgaben:
✗ Entwicklung eines Prozessschrittes für die Oxidation von AlInN-Schichten
✗ Messung der Reflektivität → Einfluss der Oxidation
✗ Elektrische Messung der Strompfadeinschnürung
✗ Mikroskopische Untersuchung von Fasettenbildung
✗ Anwendung des Prozessschrittes auf vorhandene Emitterstrukturen
• Ansprechpartner: Jakob Ebeling ([email protected]) Stephan Figge ([email protected]) Timo Aschenbrenner ([email protected])
Thema 5: Selektives Ätzen / Oxidieren von AlInN & InGaN Schichten
AG Hommel
• Projekt:
Erzeugung von ferromagnetischen Eigenschaften in nitrid-basierten Halbleitern.
• Voraussetzungen:
➔ Ga1-x
MnxN mit ~5 % Mn
➔ Lochdichte von ~1020 cm-3 notwendig. Problem:
Keine hohe p-Dotierung in GaMnN mit Mg allein realisiert!
• Ansatz:
Co-Dotierung mittels Mg (a) und/ oder As (b)
• Fragestellung für die Bachelorarbeit:
Einfluss der Dopanten Mg & As auf die Leitfähigkeit der Strukturen
Thema 6: Co-dotierte Galliummangannitridschichten
Konventionell:
Bremer Ansatz:
AG Hommel
Thema 6: Co-dotierte Galliummangannitridschichten
• Verwendete Methoden:
✔ Optische Lithografie
✔ Materialdeposition mittels Elektronenverdampfer & Trockenätzen
✔ Elektr. Charakterisierung: Hall-Messungen
• Mögliche Messreihen:
✗ Bestimmung und Vergleich von:
➔ Ladungsträgerkonzentration➔ Ladungsträgerbeweglichkeit➔ Leitfähigkeit➔ Hall-Konstante
✗ Probenserien basierend auf verschiedenen Mg- und As-Dotierungen, sowieso Proben mit einer co-Dotierung aus Mg und As
• Ansprechpartner: Gerd Kunert ([email protected])
AG Hommel
Unsere Methoden:AFM XRD
FIB/SEM Bauteil-Technologie
µ-PL
AG Hommel
www.ifp.uni-bremen.de
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