Kooperationsvertrag mit University of Canterbury

Kooperationsvertrag mit University of Canterbury

Wie bekommt man Löcher in Zinkoxid? Es geht allerdings nicht darum, einen Schweizer Käse herzustellen, sondern um positiv geladene Ladungsträger in einem Halbleiter. Solche Löcher hatte einst Heisenberg in Leipzig theoretisch erklärt und sie sind nötig für Laserdioden, ohne die Blu-ray player nicht funktionieren würden. Nachwuchswissenschaftler der Universität Leipzig und der University of Canterbury arbeiten gemeinsam an dieser Frage in einer vom BMBF geförderten Zusammenarbeit. Hintergrund der Finanzierung ist die Strategie der Bundesregierung, Wissenschaft und Forschung zur Förderung der Wissenschaftlich-Technologischen Zusammenarbeit mit Neuseeland auszubauen und ermöglicht insbesondere den Austausch von Nachwuchswissenschaftlern.

Die Fördermaßnahme soll die seit drei Jahren bestehende wissenschaftlich-technologische Zusammenarbeit zwischen der Arbeitsgruppe Halbleiterphysik (Institut für Experimentelle Physik II, Prof. M. Grundmann) und Prof. S. Durbin (University of Canterbury) intensivieren und insbesondere den gegenseitigen Austausch von Nachwuchswissenschaftlern stärken. Bisher wurden gemeinsam Metall/Zinkoxid Übergänge und Grenzflächeneffekte charakterisiert und die Ergebnisse auf internationalen Tagungen vorgetragen und in anerkannten wissenschaftlichen Zeitschriften publiziert. Der von den Nachwuchswissenschaftlern Dr. H. von Wenckstern (UL) und Dr. M. Allen (UoC) erstellte und nun bewilligte Antrag ermöglicht die detaillierte Untersuchung von Magnesiumzinkoxid/Zinkoxid Grenzflächen mit der Zielsetzung polarisationsinduzierte p-Leitung in diesem Material zu etablieren.

Zinkoxid als auch Magnesiumzinkoxid sind transparente Halbleiter mit vielversprechenden, potentiellen Anwendungen in der UV-Optoelektronik. So sind neuartige Lichtquellen aber z.B. auch DVDs mit deutlich höherer Speicherdichte als die derzeitigen Blue-ray Discs realisierbar, wenn das Problem der Löcherleitung in diesem Materialsystem überwunden würde. Im Rahmen der Fördermaßnahme wollen die Kooperationspartner die verschiedene spontane Polarisation von Zinkoxid und Magnesiumzinkoxid nutzen, um hohe elektrische Felder an der MgZnO/ZnO Grenzfläche zu erzeugen. An der Grenzfläche eingebrachte Akzeptoren werden durch diese Felder ionisiert und die abgegebenen Löcher stehen für den Stromtransport zur Verfügung. Der eigentliche Kniff besteht nun darin, keinen abrupten sondern einen gradierten Übergang von ZnO zu MgZnO zu realisieren. Somit wird der Effekt der Feldionisation nicht nur an einer Fläche sondern im Volumen des Halbleiters nutzbar. Zu dem ist die Ionisation von Akzeptoren in hohen elektrischen Feldern unabhängig von der Temperatur, was sich wiederum positiv auf den Betrieb von Bauelementen auswirkt.

Die geplanten wissenschaftlichen Vorhaben ordnen sich an der Universität Leipzig in den Profilbildenden Forschungsbereich "Von Molekülen und Nanoobjekten zu multifunktionalen Materialien und Prozessen" (PbF1) ein. Dr. Holger von Wenckstern leitet im Rahmen der Graduiertenschule BuildMoNa die ESF-Nachwuchsforschergruppe "Funktionale multiskalige Strukturen". Die Zusammenarbeit mit der University of Canterbury werden vom BMBF mit Reise- und Tagegeldern finanziell unterstützt und ermöglichen den jährlichen Austausch von Nachwuchswissenschaftlern. Zudem werden die Veröffentlichung der Ergebnisse sowie die Teilnahme an internationalen Konferenzen gefördert. So wird neben der wissenschaftlichen Arbeit insbesondere die internationale Vernetzung der Nachwuchswissenschaftler durch die Kooperation gefördert.