• Springe zu Management
  • Springe zu Hauptmenü
  • Springe zu Seiteninhalt
CHIC Logo
  • WISTA
  • WISTA.Plan
  • WISTA.Service
WISTA direkt
Suche
  • de
  • en
  • CHIC Logo
  • Aktuelles
    • News / Termine
    • Newsletter
    • CHIC auf LinkedIn
  • Firmenverzeichnis
  • Arbeitswelten
  • Gesundheits­netzwerk
  • Campus Charlottenburg
  • WISTA
  • WISTA.Plan
  • WISTA.Service
WISTA direkt

Aktuelles

  • News / Termine
  • Newsletter
  • CHIC auf LinkedIn
  • Charlottenburg
  • Aktuelles
27. Januar 2023

Hochreines Germanium könnte die Entwicklung der Quanteninformatik entscheidend voranbringen

In einem gemeinsamen Forschungsprojekt wollen IKZ, HU und DLR eine technologische Basis für neue Generationen von Einzel-Elektronen-Bauelementen entwickeln

Bild: IKZ
Bild: IKZ

Das Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ), die Humboldt-Universität (HUB) und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) schließen sich zusammen, um physikalische Eigenschaften an der Quantengrenze aufzudecken und eine technologische Basis für neue Generationen von Einzel-Elektronen-Bauelementen zu entwickeln.

Unter den künstlich erzeugten Halbleitermaterialien kann aktuell bei Germanium die höchste Reinheit erreicht werden. Das Interesse an den grundlegenden physikalischen Eigenschaften und der Entwicklung neuartiger Anwendungen von kristallinem Ultrahochreinem Germanium (u-HPGe), mit einer Nettoladungsträgerkonzentration deutlich unterhalb des intrinsischen Niveaus (<≈1010 cm-3 bei niedrigen Temperaturen), hat in den letzten Jahren stark zugenommen.

Bisher werden dotierte Halbleiter vor allem für elektrofeldgetriebene hochdichte Elektronenbauelemente verwendet, während Einzel-Elektronen-Halbleitertransistoren gewöhnlich nanometergroße Strukturen, wie dotierte Quantendots, berücksichtigen. Andererseits ist eine besonders hohe Reinheit in Verbindung mit einer maßgeschneiderten, sehr niedrigen Dotierung und Kodotierung sehr vielversprechend, um die physikalischen Eigenschaften eines solchen einzigartigen einkristallinen Materials bis zum Ein-Elektronen-Limit eines Dotierstoffs zu untersuchen.

Ist in einem massiven Halbleiter die Dotierstoffkonzentration sehr niedrig, verschwindet die Wechselwirkung mit benachbarten Verunreinigungen bis zu einer echten physikalischen Ein-Elektronen-Grenze. Deren Eigenschaften sind aufgrund des Nichtvorhandenseins eines solchen maßgeschneiderten Material noch nicht erforscht. Die Untersuchung der attraktiven Primäreigenschaften von Kristallen, die mit Akzeptoren unterschiedlicher Valenzen leicht oberhalb ihres Restniveaus kodotiert sind, ist ebenfalls von grundlegendem Interesse.

Diese vielversprechende Forschung wird von der DFG gefördert und in enger Zusammenarbeit mit der Humboldt-Universität und dem DLR-Institut für Optische Sensorsysteme durchgeführt. Die Forschung umfasst auch Kristalle mit ausgewähltem Isotopengehalt durch An- oder Abreicherung von Wirtsgitter- und Verunreinigungsatomen, da die Eigenschaften von isotopenangereicherten Ge-Kristallen bisher nicht vollständig bekannt und kaum untersucht sind.

Ziel ist es, neue Erkenntnisse über die Wechselwirkung von Ladungsträgern, die an Verunreinigungszentren gebunden sind, mit dem Wirtsgitter (Elektron-Phonon-Wechselwirkungen), die Wechselwirkung mit lokalen Schwingungsmoden sowie mit verschiedenen Isotopen, sowohl auf dem Wirtsgitter als auch auf den Verunreinigungsstellen, zu gewinnen.

Im Rahmen dieses sehr anspruchsvollen Projekts beabsichtigt das IKZ, solche bisher noch nicht verfügbaren Materialien zu entwickeln und aufzubereiten. HU und DLR werden die optischen Eigenschaften der neuartigen Materialien charakterisieren, um damit, im wahrsten Sinne des Wortes, Licht in die unbekannten Eigenschaften dieser Klasse von Kristallen zu bringen.
 

Weitere Informationen:

Dr. R. Radhakrishnan Sumathi
Leibniz-Institut für Kristallzüchtung im Forschungsverbund Berlin e.V.
Sektion Halbleiter
Tel. +49 30 6392 3127
E-Mail radhakrishnan.sumathi(at)ikz-berlin.de

 

Pressemitteilung IKZ vom 16.01.2023

Mikrosysteme / Materialien Hochschulen Außeruniversitäre Forschung Photonik / Optik

Meldungen dazu

  • Das Team im Forschungsprojekt MagSQuant um Dr. Christo Guguschev © IKZ

    Neue verlustarme Materialien für die Quantentechnologie

    Verbundprojekt „MagSQuant“ unter Koordination des IKZ gestartet
  • Dr. Nikolay Abrosimov (IKZ) und Dr. Karl Eberl (MBE-Komponenten GmbH) bei der Übergabe des 28Si-Kristalls © Thomas Schröder, IKZ

    IKZ liefert isotopenreines Silizium und Germanium für Quantentechnologien

    Institut für Kristallzüchtung verstärkt seine Kooperation mit Dr. Eberl MBE-Komponenten GmbH durch Liefervereinbarungen für hochreine Halbleitermaterialien
  • Schematische Darstellung Diamantnanostrukturen © HU Berlin/AG Integrierte Quantenphotonik

    Adlershofer Forscher:innen der HU und des Ferdinand-Braun-Instituts kommen dem Quanteninternet einen wichtigen Schritt näher

    Der Grundstein für 1000-fache Verbesserung der Kommunikationsraten zur Überbrückung weiter Distanzen
  • Molekularstrahlepitaxie-Anlage und Forschende © IKZ

    Neue Epitaxie-Anlage zum Wachstum von kernspinfreien Quantenmaterialien am IKZ

    Die Anlage wurde erstmalig in Betrieb genommen, um die Grenzen der Materialeigenschaften für Quantentechnologien auszureizen

Verknüpfte Einrichtungen

  • Leibniz-Institut für Kristallzüchtung im Forschungsverbund Berlin e.V. (IKZ)
  • Forschungsverbund Berlin e.V.
  • Campus Adlershof der Humboldt-Universität zu Berlin
  • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Standort Berlin
  • LinkedInmitteilen0
  • Facebookteilen0
  • WhatsAppteilen0
  • E-Mail
  • © WISTA Management GmbH
  • Impressum
  • Datenschutz
  • Social Media
  • Kontakt
  • Newsletter
Zukunftsort Charlottenburg Logo