Intermediate in der Ammonothermal-Synthese von Einkristallen binärer und höherer Metallnitrid- Halbleitermaterialien

Ziele

Hauptziel des Teilprojekts ist es, den Chemismus der Einkristallbildung binärer (auch: quasibinärer und Lösungsphasen) Metallnitrid-Halbleitermaterialien aus überkritischem Ammoniak abhängig von Temperatur und Druck sowie Ausgangsmaterialien, Konzentrationen und weiteren gelösten Stoffen zu klären. Dazu sollen möglichst alle involvierten Intermediate umfassend charakterisiert werden um so ein besseres Verständnis der beteiligten Spezies in den Lösungs-/Abscheidungsvorgängen des Kristallwachstums sowie des Einbaus von Verunreinigungen (Übergangsmetalle/Defekte) zu erhalten. Exemplarisch sollen die Vorgänge bei der GaN-Zucht intensiv betrachtet werden. Durch detaillierte Charakterisierung der Intermediate soll so das allgemeine Wissen über die relevanten Verbindungen deutlich erweitert und potentielle Precursoren für GaN-basierte Materialien entwickelt werden. Dabei wird die Synthese von neuartigen Ammoniakaten, Amiden, Imiden und Nitriden gleichermaßen angestrebt. Im Folgenden sollen die Arbeiten auf entsprechende weitere Halbleitermaterial-Systeme ausgeweitet werden (AlN, InN, Zn3N2).
Als strategisches Ziel soll die Ammonothermal-Synthese, ehemals in der deutschen Chemie federführend entwickelt, heute aber praktisch nicht mehr vertreten, wieder in die deutsche Synthese-Chemie eingeführt werden und noch vorhandenes Wissen konserviert und weiterentwickelt werden.