Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 35: Harte Schichten IV

DS 35.2: Hauptvortrag

Donnerstag, 30. März 2000, 14:45–15:30, H32

Elektronische Bauelemente auf der Basis von ta-C - Perspektiven aus theoretischer Sicht — •Gerd Jungnickel and Thomas Frauenheim — Universität Paderborn, Warburger Str. 100, 33095 Paderborn

Der Einsatz von Kohlenstoff für die Anwendung in Halbleiterbauelementen ist technologisch von besonders hohem Interesse, da man wegen der sehr kurzen und steifen kovalenten Bindungen zwischen gleichzeitig sehr leichten Atomen eine extrem hohe Stabilität bei ausgezeichneten thermischen Eigenschaften erwarten kann. Kombiniert mit der für Diamant typischen hohen Elektronenbeweglichkeit wäre ein solches Bauelement hervorragend für Hochfrequenz-, Hochtemperatur- und Hochleistungsanwendungen geeignet.

Der perspektivische Einsatz als Bauelement erfordert ein effizientes, kostengünstiges und kontrollierbares Verfahren, um einen p-n-Übergang in dem Material zu realisieren. In Ermangelung eines gut geeigneten Donators für Diamant wurde als mögliches und kostensparendes Alternativmaterial für etwaige Bauelemente in jüngster Zeit auch eine ungeordnete Kohlenstoffmodifikation mit diamantähnlichen Eigenschaften (tetrahedrally bonded amorphous carbon - ta-C) sowohl experimentell als auch theoretisch hinsichtlich ihrer Dotierbarkeit intensiv untersucht.

In diesem Beitrag werden Ergebnisse verschiedener theoretischer Simulationsverfahren vorgestellt und ausgehend von entsprechenden statischen und dynamischen atomistischen Modellvorstellungen die Perspektiven des Einsatzes solcher Strukturen in realen Bauelementen diskutiert. Insbesondere wird der Einbau von Bor-, Stickstoff- und Fluorstörstellen untersucht und deren Auswirkung auf die Stabilität und die elektronischen Transporteigenschaften des Kohlenstoffmaterials abgeleitet.