Helmholtz-Gemeinschaft

Quantenpunkte aus Indiumarsenid für flinke Prozessoren

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
6-Megavolt-Ionenbeschleuniger

Zur Herstellung der Quantenpunkte aus Indiumarsenid verwenden die Wissenschaftler die Ionenbeschleuniger des HZDR. Das Bild zeigt den 6-Megavolt-Ionenbeschleuniger, der von der EU im EFRE-Programm gefördert wurde. Foto: Oliver Killig/HZDRmehr lesen

Weltweit suchen Forscher nach neuen Wegen, um das Leistungsvermögen von Chips weiter zu steigern. HZDR-Wissenschaftler um Dr. Slawomir Prucnal und Dr. Wolfgang Skorupa konnten nun Quantenpunkte aus Indiumarsenid auf Silizium-Wafern erzeugen. Das Besondere: Sie verwenden dabei Verfahren, die schon jetzt in der Halbleiterfertigung eingesetzt werden.

Weltweit suchen Forscher nach neuen Wegen, um das Leistungsvermögen von Chips weiter zu steigern. HZDR-Wissenschaftler um Dr. Slawomir Prucnal und Dr. Wolfgang Skorupa konnten nun Quantenpunkte aus Indiumarsenid auf Silizium-Wafern erzeugen. Das Besondere: Sie verwenden dabei Verfahren, die schon jetzt in der Halbleiterfertigung eingesetzt werden. „Indiumarsenid besitzt eine extrem hohe Elektronenbeweglichkeit“, erklärt Postdoktorand Prucnal. Die Elektronen flitzen 30-mal schneller durch das Material als in einem Silizium-Wafer. Man kann also viel schnellere Bauteile erhalten. „Außerdem reicht eine geringere Betriebsspannung“, ergänzt Skorupa, Leiter der Abteilung Halbleitermaterialien. „Das senkt den Stromverbrauch und führt zu deutlich geringeren Wärmeverlusten.“ Die Quantenpunkte aus Indiumarsenid werden am HZDR als winzige Pyramiden mit Kantenlängen zwischen 40 und 80 Nanometern und einer Höhe von 100 Nanometern auf freistehenden Siliziumsäulen erzeugt. Legt man an diese Anordnung eine Spannung an, verhält sie sich bereits wie eine Diode. Zur Herstellung der Quantenpunkte aus Indiumarsenid nutzen die Wissenschaftler Ionenimplantation und Kurzzeittemperung, die auch beim Dotieren in der Halbleiterindustrie eingesetzt werden. Mit Hilfe der Ionenbeschleuniger im HZDR implantieren sie Arsen- und Indium-Ionen in die Oberfläche des Siliziums. Neuartig ist, dass die Quantenpunkte mittels Flüssigphasen-Prozessierung im Millisekundenbereich entstehen. Das Halbleitermaterial Indiumarsenid ist auch für die Optoelektronik interessant, bei der Signale mit Licht übertragen werden. Die Wissenschaftler testen daher noch weitere Halbleiterverbindungen wie Indiumphosphid und Galliumarsenid, die Licht mit kürzerer Wellenlänge abstrahlen und daher noch besser für photonische Anwendungen geeignet sind.

HZDR/Red.

Mediensammlung zum Thema

Verweise

HZDR

Weitere



17.04.2014

Kontakt

Dr. Ilja Bohnet

Forschungsbereichsbeauftragter Struktur der Materie

Helmholtz-Gemeinschaft

Telefon: +49 30 206329-68
ilja.bohnet (at) helmholtz.de


Abteilung Kommunikation und Medien

Helmholtz-Gemeinschaft

Telefon: +49 30 206329-57
presse (at) helmholtz.de