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49,80 €ISBN 978-3-8440-2225-4Paperback210 Seiten70 Abbildungen312 g21 x 14,8 cmDeutschDissertation
Oktober 2013
Jens-Peter Biethan
Synthese und Anwendung von mit Hilfe der metallorganischen Gasphasenabscheidung gewachsenen ZnO basierten II-VI Verbindungshalbleitern
Bereits im Rahmen seines Studiums der Elektrotechnik mit dem Schwerpunkt Mikroelektronik beschäftigte sich Jens-Peter Biethan intensiv mit den Fragestellungen der modernen Halbleitertechnik.
Seine hier vorliegende Promotion gilt dem Thema der metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung (MOCVD) von II-VI Verbindungshalbleitern. Neben der erfolgreichen Synthese von ZnO- und ZnMgO-Schichten sowie Nanostrukturen und der materialspezifischen Untersuchung ist ein weiterer Schwerpunkt seiner Arbeit die Herstellung von aktiven und passiven elektronischen ZnO-Bauelementen. Hierzu zählen insbesondere Dünnschichttransistoren (TFT), Gassensoren sowie Fotodetektoren.
Neben der Untersuchung der Wachstumsbedingungen und der Charakterisierung der Schichten mit Hilfe von Methoden der Materialwissenschaften (XRD, PL, REM, TEM) wird ein Laser basierter in-situ Interferometrie Aufbau realisiert. Abhängig von den verwendeten Substraten und Prozessparametern ist das Wachstum von sowohl einkristalline Schichten als auch Nanostrukturen möglich.
Auf Grundlage der synthetisierten Schichten werden ebenfalls elektronische Bauelemente und Sensoren realisiert. Einer der Schwerpunkte bildet hierbei die Entwicklung von Transistoren. Insbesondere werden auf polykristallinem ZnO basierende Dünnschichttransistoren erfolgreich hergestellt. Es kann ein ausgezeichnetes on/off Verhältnis sowie eine hohe Transkonduktanz bei zugleich hoher Stromdichte gemessen werden.
In der weiteren Anwendung werden Gassensoren auf nanoporösen ZnO-Schichten entwickelt. Diese zeigen eine hohe Sensorempfindlichkeit bei gleichzeitig schneller Reaktionszeit. Ebenfalls wird auf die Anwendung von ZnO als Fotodetektor im blauen Wellenlängenbereich eingegangen.
Schlagwörter: Zn(Mg)O; Metallorganische Gasphasen Abscheidung; MOCVD; Photolumineszenz; Dünnschichttransistoren; TFT; Gassensoren; Fotodetektoren; II-VI Halbleiter
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DOI 10.2370/9783844022254
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