Halbleiter mit großer Bandlücke

Prof. Dr. Marius Grundmann
Felix-Bloch-Institut für Festkörperphysik, Universität Leipzig
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Die Materialklasse der Oxid-Halbleiter mit großer Bandlücke hat industrielle Massenanwendung als transparente Elektroden und Transistoren in Touchscreens und Displays gefunden. Wir diskutieren physikalische Grundlagen und anwendungsrelevante Herausforderungen.
Die meisten dieser Materialien sind vom n-Typ. Lösungen für den Mangel an geeigneten p-Typ Halbleitern stellen ggf. Materialien wie AB₂O₄-Spinelle (A=Zn, B=Co,Rh,Ir), Sn²⁺-Verbindungen oder Kupferiodid dar.
Neue Fortschritte auf diesen Gebieten werden diskutiert. Großes Anwendungspotenzial von Halbleitern mit großer Bandlücke besteht auch in der Hochleistungselektronik.
Als Fortsetzung der Erfolgsstory von Si und SiC in der Hochleistungselektronik gerät außer dem (Al,Ga)N-System die Ga₂O₃-basierte Elektronik in den Fokus, da hohe Durchbruchsfeldstärken mit der Verfügbarkeit großer Substratflächen kombiniert werden können. Wir berichten über Epitaxie und Eigenschaften der beiden Legierungssysteme (Ga,In)₂O₃ und (Al,Ga)₂O₃ in ihren verschiedenen Kristallphasen (monoklin, rhombohedrisch, orthorhombisch und kubisch).
Schließlich wird die Rolle und Bedeutung von Farbzentren in Diamant für die zukünftige Festkörperbasierte Quanteninformationstechnologie beleuchtet.

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