Das Materialsystem GaN auf Si verspricht die Verknüpfung der Vorteile eines Wide Bandgap Halbleiters mit den niedrigen Herstellungskosten von Si. So können High Electron Mobility Transistoren zum Beispiel auf Basis einer AlGaN/GaN-Heterostruktur als Ausgangspunkt kosteneffektiver und zugleich sehr energieeffizienter Leistungsschalter dienen. Die heteroepitaktische Herstellung bedingt jedoch hohe Materialdefektdichten, welche sich insbesondere in Form von Versetzungen und inversen Pyramidendefekten (V-pits) äußern. Der Einfluss dieser Defekte auf Bauelemente ist auf Grund der experimentell schwierigen Untersuchung jedoch nur sehr unzureichend bekannt und verstanden.
In dieser Arbeit wurde eine strukturelle und elektrische Charakterisierungsmethodik von Versetzungen und V-pits in GaN auf Si entwickelt und systematisch auf unterschiedliche Proben angewendet. Der Fokus lag dabei auf der direkten Korrelation mikrostruktureller und elektrischer Eigenschaften bei gleichzeitiger Gewährung einer statistischen Relevanz der Ergebnisse. Dabei gelang es, charakteristische Versetzungsstrukturen und V-pits als Leckstrompfade durch das Material zu identifizieren und deren Auftreten mit Herstellungsparametern der Proben zu untersuchen. So stellte sich heraus, dass letztere eine essentielle Rolle hinsichtlich der elektrischen Aktivität von Versetzungen und des Auftretens von V-pits spielen. Zusätzlich wurden die gewonnenen Erkenntnisse bezüglich ihrer Relevanz für Bauelemente untersucht. Dabei konnte erstmalig der direkte Einfluss einzelner, elektrisch aktiver Versetzungen in GaN auf Si nachgewiesen werden. So bedingen sie eine Verschiebung der Einschaltspannung von Schottky-Dioden zu niedrigeren Werten, während V-pits eine starke Degradation der kritischen elektrischen Feldstärke des Materials nach sich ziehen. Die Arbeit leistet damit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Eigenschaften und Rolle dieser Defekte und damit zur technologischen Optimierung des Materialsystems.
Aktualisiert: 2022-07-14
> findR *
Zur Optimierung der Leistungsdichte und Effizienz unterschiedlicher leistungselektronischer Wandler, die in Antriebssträngen von Elektrofahrzeugen Verwendung finden, werden unterschiedliche technische, strukturelle und methodische Ansätze entwickelt, theoretisch analysiert und im Rahmen von prototypischen Aufbauten praktisch erprobt. Zu den verfolgten Ansätzen gehören der Einsatz von Siliziumkarbidleistungshalbleitern, eine besonders kompakte Anordnung zur Laststrommessung, Schaltungstopologien mit versetzt schaltenden Halbleitern (Interleaving) sowie intelligente Treiberstufenkonzepte. Weiterhin werden Vorschläge für Struktur und Spannungslage zukünftiger Bordnetze, hochintegrierte Hochvolt-Systeme, eine flexible Verlustleistungsberechnungsmethode sowie Optimierungsansätze für die Vermessung schnell schaltender Leistungshalbleiter dargelegt. Erprobt werden alle Ansätze in einem bidirektionalen Gleichstromsteller (100 kW), einem kompakten Onboard-Ladegerät (22 kW) und einem leistungsfähigen Antriebswechselrichter (250 kW).
Aktualisiert: 2023-01-01
> findR *
Die Erweiterung des Anwendungsspektrums Mikroelektromechanischer Systeme (MEMS) um das Einsatzgebiet der chemischen, biologischen, gasartspezifi schen und mikrofl uidischen Sensoren stellt hohe Anforderungen an Stabilität, Biokompatibilität, Miniaturisier- und Integrierbarkeit der verwendeten Materialien. Trotz der für diese Sensoren vorteilhaften Materialeigenschaften von Gruppe III-Nitriden gibt es bis heute nur eine beschränkte Anzahl von Forschergruppen, die sich mit der Prozessierung von MEMS auf Basis von GaN bzw. AlGaN/GaN-Heterostrukturen beschäftigen. Dies ist unter anderem durch die aufwendige Strukturierung dieser chemisch hochstabilen Materialien begründet. Die vorliegende Arbeit widmet sich der Entwicklung von Strukturierungstechniken zur Herstellung von MEMS aus Halbleitern großer Bandlücke mit einem besonderen Fokus auf die nass- und trockenchemischen Ätzverfahren. Diese sollen dazu verwendet werden piezoelektrisch angeregte AlGaN/GaN-Resonatoren auf Si- und 4H-SiC-Substraten, sowie 3C-SiC/Si- und AlN/Saphir-Pseudosubstraten zu realisieren. Das zweidimensionale Elektronengas (2DEG), welches sich an der Grenzfl äche der AlGaN/GaNHeterostruktur ausbildet, dient dabei als Rückelektrode zur piezoelektrischen Anregung dieser Resonatoren. Daher vermeidet das entwickelte Technologiepaket jegliche negative Beeinfl ussung des 2DEG und ermöglicht damit den Funktionsnachweis der auf den oben dargestellten Substraten realisierten AlGaN/GaN-Resonatoren.
Aktualisiert: 2022-11-03
> findR *
Nowadays gallium-nitride-based (GaN) light-emitting diodes (LEDs) with indium gallium nitride (InGaN) quantum wells are an integral part of the lighting market. One approach to increase the efficiency of LEDs and to reduce the production costs are three-dimensional (3D) core-shell structures. The quantum wells are grown as a shell around the n-doped GaN cores resulting in a large surface area in relation to the substrate and a mostly non-polar crystal orientation. So far, the focus of attention lay on core-shell microrod structures, but so-called fin structures (walls) are of increasing interest.
In this thesis, the luminescence properties and in particular the charge carrier dynamics of three-dimensional microrod and fin structures are investigated and conclusions are drawn about the underlying physical processes on the basis of time-integrated and time-resolved photoluminescence spectroscopy. Complementary information is obtained by means of cathodoluminescence spectroscopy. The material quality and concentration of free charge carriers are examined with Raman spectroscopy and scanning capacitance microscopy.
For the investigation of the charge carrier dynamics, fs laser pulses with a low repetition rate are used, which have pulse powers in the range of several tens of megawatts. This leads to high fluences close to the damage threshold of GaN. For the utilized titanium- sapphire laser system a damage threshold for GaN layers of 0,01 J/cm2 is determined for a pulse duration of 100 fs, a repetition rate of 1 kHz and a photon energy of 3,81 eV. Excitation densities close to the damage threshold are used for the measurements on the LED structures.
The results of the 3D structures are compared with the properties of a conventional planar structure. The greatest differences in the decay dynamics can be traced back to the influence of the quantum-confined Stark effect. This effect determines the recombination dynamics in planar samples grown in the polar c-direction but is negligible in the core- shell structures whose quantum wells exhibit a non-polar growth direction. This leads to faster decay times of the InGaN luminescence in the 3D structures. Furthermore, charge carriers are more strongly localized in the quantum wells of the microrod and fin structures as compared to the planar LEDs and thermally activated non-radiative processes play a minor role. An additional influence on the charge carrier dynamics of the quantum wells can be assigned to the surrounding layers. In the case of non-resonant excitation of the samples, thicker GaN capping layers lead to longer decay dynamics due to diffusion processes. The luminescence properties of the structures are additionally influenced by defects both in the shell layers and in the n-doped GaN cores and also by inhomogeneities in the thickness and indium concentration of the InGaN layers.
Aktualisiert: 2022-01-13
> findR *
Bereits seit dem zehnten Jahrhundert sind Leuchtstoffe zu dekorativen Zwecken bekannt. Der Zugang zu nanoskaligen Leuchtstoffen erweitert das Anwendungsspektrum bekannter Volumenleuchtstoffe immens. Mit Partikelgrößen kleiner als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts, können beispielsweise transparente Schichten erhalten werden, welche ”unsichtbar“ besondere Eigenschaften mit sich führen. Diese lassen sich so beispielsweise in dünne Polymerfilme einbetten, die als Beschichtungen auf Glas oder Papier dienen oder durch Verwendung als Biomarker zur optischen Bildgebung genutzt werden. Die Transparenz solcher Schichten bleibt dabei weiterhin vorhanden. Zur Kristallisation der Partikel und der damit verbundenen Lumineszenz sind jedoch hohe Temperaturen (bis zu 1200 °C) notwendig. Nanopartikel, welche zunächst im Sinne der Trennung von Keimbildung und Keimwachstum bei niedrigen Temperaturen (< 300 °C) synthetisiert wurden, liegen daher bestenfalls monodispers und einheitlich geformt, jedoch amorph vor. Durch Sinterprozesse führt es nun auf Grund der hohen Temperaturen zu starker Agglomeration, unkontrolliertem Partikelwachstum und dadurch zur Einschränkung für genannte Anwendungszwecke. Ziel dieser Arbeit war vor diesem Hintergrund die Erarbeitung einer Strategie, welche trotz genannter Herausforderungen die Synthese kristalliner, dispergierbarer und nanopartikulärer Leuchtstoffe mit hohen Gitterenergien ermöglicht. Hierzu sollte eine Kombination aus Ionischen Flüssigkeiten und Mikrowellenstrahlung genutzt werden.
Aktualisiert: 2022-03-17
> findR *
Ziel dieser Arbeit ist die Herstellung hochqualitativer AlGaN/GaN-Heterostrukturen mittels Molekularstrahlepitaxie (MBE) für die Anwendung in Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMTs). Eingangs wird das verwendete MBE-System systematisch charakterisiert. Dabei werden technisch relevante Parameter, wie die Schichtdickeninhomogenität, untersucht. Davon ausgehend wird der Einfluss der Wachstumsbedingungen auf die Morphologie und Kristallqualität der gewachsenen GaN-Schichten untersucht. Sie zeichnen sich durch atomar glatte Oberflächen und beste Kristallqualität aus. Anschließend steht die Entwicklung hochpräziser und ultrareiner Heterostrukturen im Fokus. Dazu werden kurzperiodische AlGaN/GaN-Übergitter als vielseitige Teststruktur etabliert. Hochaufgelöste Röntgenbeugung an diesen Übergittern erlaubt Zugriff auf relevante Strukturparameter wie Aluminiumgehalt, Schichtdicke, Kristallqualität und Grenzflächenperfektion. Die Ergebnisse zeigen das Erreichen extrem scharfer Grenzflächen, exakter Schichtdickenkontrolle und hochpräziser Periodizität in den Heterostrukturen an. Die Substratqualität stellt sich dabei als limitierender Faktor für die strukturelle Perfektion der MBE-gewachsenen Strukturen heraus. Zeitaufgelöste Photolumineszenzmessungen an ausgewählten Übergittern zeigen zudem, dass die Exzitonenlebensdauer analog zur strukturellen Qualität mit zunehmender Versetzungsdichte im verwendeten Substrat abnimmt. Untersuchungen zur Reinheit des gewachsenen GaNs zeigen, dass Sauerstoff, der als Donator wirkt, die dominierende Hintergrundverunreinigung ist. Es zeigt sich, dass unter optimaler Wachstumsstöchiometrie die Wachstumstemperatur der Schlüsselparameter für die Kontrolle seines Einbaus ist. Alle 50 K reduziert sich die Konzentration an eingebautem Sauerstoff um eine Größenordnung. Bei einer Wachstumstemperatur von 665 °C zeigt das gewachsene GaN isolierendes Verhalten. Diese Materialreinheit ist die Grundvoraussetzung für ein präzises Schaltverhalten aufgebauter HEMT-Teststrukturen. Hallmessungen bei tiefen Temperaturen zeigen gleichzeitig eine Zunahme der Ladungsträgermobilität im 2DEG-Kanal mit sinkender Sauerstoffkonzentration. Ausgeprägter Quantentransport bei tiefen Temperaturen belegt bereits bei moderaten Magnetfeldern das Erreichen des Quantenlimits. Diese Ergebnisse zeigen die hohe Qualität der hergestellten aktiven Strukturen und ihre Anwendbarkeit in Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit.
Aktualisiert: 2022-04-20
> findR *
Galliumnitrid (GaN) und GaN-Legierungen haben vielfältige Anwendungsbereiche z.B. in LEDs sowie in der Hochleistungs- und Hochfrequenzelektronik. Die Eigenschaften der Bauteile werden dabei von den Materialeigenschaften beeinflusst. Mit einem Streulicht-Nahfeldmikroskop (s-SNOM) können Materialeigenschaften wie Verspannungen in Kristallstrukturen mit einer Ortsauflösung von wenigen 10 nm untersucht werden. Ziel dieser Arbeit ist es, mit einem neuen Breitband-SNOM Laboraufbau die Messbarkeit der Phonon-Resonanz von schwach dotiertem GaN und von Verspannungsänderungen in der Kristallstruktur zu zeigen. Hierzu wird ein neu entwickelter Breitband-Laser verwendet, der den Spektralbereich zwischen 9 μm und 16 μm abdeckt und damit auch die Phonon-Resonanz von GaN bei 14,5 μm umfasst. Zuerst werden künstlich erzeugte Verspannungen neben Indentierungen mittels Infrarotspektren und 2D-Imaging untersucht. Beim 2D-Imaging können Verspannungsänderungen abgebildet werden, ohne dass an jedem Messpunkt ein Spektrum aufgenommen wird, wodurch eine schnellere Charakterisierung der Probenoberfläche möglich wird. Außerdem werden bei der heteroepitaktischen Herstellung natürlich auftretende Verspannungen in unterschiedlich dicken GaN-Schichtproben untersucht. Die Spektren werden mittels eines Fit-Modells ausgewertet. Die Ergebnisse stimmen gut mit Referenzmessungen überein. Des Weiteren werden Simulationen zu den Probeneigenschaften durchgeführt. Es wird im Rahmen dieser Arbeit gezeigt, dass die Phonon-Resonanz von schwach dotiertem GaN mit dem neuen Breitband-SNOM messbar ist und Verspannungen in der Gitterstruktur charakterisiert werden können.
Aktualisiert: 2019-12-12
> findR *
Diese Arbeit beschreibt die Realisierung linearer Anordnungen von miniaturisierten Leuchtdioden auf flexiblem Substrat und insbesondere den ersten Prototypen eines optischen Cochlea-Implantates.
Aktualisiert: 2021-12-01
> findR *
MEHR ANZEIGEN
Bücher zum Thema Galliumnitrid
Sie suchen ein Buch über Galliumnitrid? Bei Buch findr finden Sie eine große Auswahl Bücher zum
Thema Galliumnitrid. Entdecken Sie neue Bücher oder Klassiker für Sie selbst oder zum Verschenken. Buch findr
hat zahlreiche Bücher zum Thema Galliumnitrid im Sortiment. Nehmen Sie sich Zeit zum Stöbern und finden Sie das
passende Buch für Ihr Lesevergnügen. Stöbern Sie durch unser Angebot und finden Sie aus unserer großen Auswahl das
Buch, das Ihnen zusagt. Bei Buch findr finden Sie Romane, Ratgeber, wissenschaftliche und populärwissenschaftliche
Bücher uvm. Bestellen Sie Ihr Buch zum Thema Galliumnitrid einfach online und lassen Sie es sich bequem nach
Hause schicken. Wir wünschen Ihnen schöne und entspannte Lesemomente mit Ihrem Buch.
Galliumnitrid - Große Auswahl Bücher bei Buch findr
Bei uns finden Sie Bücher beliebter Autoren, Neuerscheinungen, Bestseller genauso wie alte Schätze. Bücher zum
Thema Galliumnitrid, die Ihre Fantasie anregen und Bücher, die Sie weiterbilden und Ihnen wissenschaftliche
Fakten vermitteln. Ganz nach Ihrem Geschmack ist das passende Buch für Sie dabei. Finden Sie eine große Auswahl
Bücher verschiedenster Genres, Verlage, Autoren bei Buchfindr:
Sie haben viele Möglichkeiten bei Buch findr die passenden Bücher für Ihr Lesevergnügen zu entdecken. Nutzen Sie
unsere Suchfunktionen, um zu stöbern und für Sie interessante Bücher in den unterschiedlichen Genres und Kategorien
zu finden. Unter Galliumnitrid und weitere Themen und Kategorien finden Sie schnell und einfach eine Auflistung
thematisch passender Bücher. Probieren Sie es aus, legen Sie jetzt los! Ihrem Lesevergnügen steht nichts im Wege.
Nutzen Sie die Vorteile Ihre Bücher online zu kaufen und bekommen Sie die bestellten Bücher schnell und bequem
zugestellt. Nehmen Sie sich die Zeit, online die Bücher Ihrer Wahl anzulesen, Buchempfehlungen und Rezensionen zu
studieren, Informationen zu Autoren zu lesen. Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen das Team von Buchfindr.
