Funktionale Materialien sind seit jeher unser täglicher Begleiter. Haben wir über die Jahrtausende Steine, Hölzer oder spezielle metallische Legierungen als oder zur Herstellung von Werkzeugen oder Gebrauchsgegenständen des alltäglichen Lebens benutzt, so sind aus unserem heutigen Alltag maßgeschneiderte Halbleitermaterialien nicht mehr wegzudenken. Sie bilden die Basis für mikro- und nanotechnisch hergestellte Bauelemente im Bereich der Elektronik, Sensorik und Aktorik, und finden Verwendung in unterschiedlichen Produkten, wie Smartphones, Kraftfahrzeugen, Elektroautos, Ladestationen, Zügen, Computers und Klimaanlagen. Ferner wäre die Bereitstellung von Diensten in verschiedensten Anwendungen, die wir heute wie selbstverständlich nutzen, wie z.B. 5G, Streaming, Cloud-Computing, Internet-of-Things und Smart-Homes ohne diese außergewöhnliche Materialklasse nicht möglich.

Für leistungselektronische Komponenten, verwendet in modernen Elektroautos oder Schnellladestationen ist der Verbundhalbleiter Siliciumcarbid (SiC) von besonderem Interesse. Aufgrund der großen Bandlücke, einer geringen intrinsischen Ladungsträgerkonzentration, hoher kritischer elektrischer Feldstärke und hoher thermischer Leitfähigkeit sind SiC-basierte Bauelemente kleiner, leichter und weisen eine effizientere Energieumwandlung im Vergleich zu ähnlichen Bauelementen, hergestellt aus dem Standard-Halbleiter Silizium auf. Die Herstellung von SiC ist jedoch äußerst komplex, was zu einer begrenzten Verfügbarkeit hochwertiger Substrate, hohen Materialkosten und einem geringen Marktanteil führt.

Es ist daher das Ziel dieses Christian Doppler Labors, den Weg für eine deutliche Steigerung des Marktanteils von SiC-basierten Bauelementen zu ebnen, indem eine mehrfache Verwendung und dadurch eine nachhaltige Nutzung bereits verfügbarer SiC-Substrate mittels einer neuartigen Schichttransfertechnik ermöglicht wird. Grundlagenforschung zu den zugrunde liegenden Schlüsseltechnologien wie Porosifizierung, Kompaktifizierung und heterogener Integration von SiC werden die Hauptforschungsblöcke des Christian Doppler Labors für Nachhaltige Siliciumcarbid Technologie darstellen. Die Forschungsarbeit wird von einem interdisziplinären Team bestehend aus jungen und erfahrenen Forschern unter der Leitung von Dr. Georg Pfusterschmied durchgeführt.

eines Blockdiagramms die fünf Forschungsschwerpunkte

Forschungsschwerpunkte im CD Labor für Nachhaltige Siliciumcarbid Technologie

Web link

Team

Univ.Ass. Dipl.-Ing. Dr.techn.Georg Pfusterschmied

Laborleiter, PI

Telefon: +43 1 58801 36649 Georg Pfusterschmied anrufen

E-Mail an Georg Pfusterschmied senden

Projektass. Dr.-Ing.Tingqiang Yang

PostDoc

E-Mail an Tingqiang Yang senden

Projektass.Ryan Raadmaster

Doktorand

E-Mail an Ryan Raad senden

Publikationen

  1. Yang, Ting Qiang, et al. "DFT Calculations on the Surface Termination of 4H-SiC {10-10} and {11-20} during Photoelectrochemical Pore Formation." Scientific Books of Abstracts 8 (2024): 656-657.
  2. Parmar, Priyank, et al. "High-Temperature Adhesive Bonding of 4H-SiC Substrates." Scientific Books of Abstracts 8 (2024): 174-175.
  3. Perazzi, Marco, et al. "High-Temperature Reorganization Behavior of Single-Crystalline Porous 4H-SiC Thin Foils." Materials Science Forum. Vol. 1124. Trans Tech Publications Ltd, 2024, https://doi.org/10.4028/p-D0xoyc
  4. Wahid, Shan Nizam, et al. "A Novel Approach for Thin 4H-SiC Foil Realization Using Controlled Spalling from a 4H-SiC Wafer." Materials Science Forum. Vol. 1124. Trans Tech Publications Ltd, 2024, https://doi.org/10.4028/p-8AEonP 

Fördergeber

  • Christian Doppler Forschungsgesellschaft (CDG)

Industriepartner

  • Infineon Technologies Austria AG
  • EV Group E. Thallner GmbH
  • Umicore SA