Moderne elektronische Bauteile, wie z.B. Computerchips und Laserdioden bestehen aus Schichten verschiedener Halbleitermaterialien. Diese Schichten bestehen zum Teil nur aus wenigen Atomlagen und haben eine Dicke von einigen Nanometern.

Beim epitaktischem Wachstum werden die Ausgangsmaterialien auf einen Trägerkristall, das sogenannte Substrat, abgeschieden. Die Atome des abgeschiedenen Materials ordnen sich Schicht für Schicht auf dem Substrat zu einer geregelten kristallinen Struktur, die durch die Kristallstruktur des Substratmaterials beeinflußt wird.

Die Abscheidung solcher Schichten mit gewünschter Materialzusammensetzung und beabsichtigter Dicke in hoher Qualität und Reinheit erfordert eine höchst präzise Kontrolle des Wachstumsprozesses. Verschiedene Wachstumsverfahren stehen hierfür zur Verfügung.

Bei der Molekularstrahlepitaxie wird das aufzuwachsende Material als gerichteter Molekularstrahl auf das Substrat gelenkt. Dieser Molekularstrahl wird durch Erhitzung des Materials in speziellen Effusionszellen erzeugt. Zur Unterdrückung von Stößen mit dem Hintergrundgas und zur Vermeidung von Verunreinigungen der epitaktischen Schicht findet der Wachstumsprozess im Ultra-Hochvakuum statt. Die Molekularstrahlepitaxie zeichnet sich unter anderem dadurch aus , dass es durch das Einstellen einiger weniger Wachstumsparameter möglich ist, eine sehr genaue Kontrolle der Dicke der abgschiedenen Schichten zu erreichen.

Weiter zur aktuellen Forschung am Institut: Molekularstrahlepitaxie

Film ansehen: Epitaxie Animation