Siliziumkarbid und epitaktisches Graphen: die Licht/Materie Schnittstelle

Untersuchungen von Farbzentren im elektrischen Feld

Wir arbeiten seit vielen Jahren mit dem Halbleitermaterial Siliziumkarbid (SiC) und mit epitaktischem Graphen als atomar dünnes Metall auf seiner Oberfläche. Dieses Materialsystem hat ideale Eigenschaften, um konzeptionell neue Schnittstellen zwischen Licht und Materie zu ermöglichen. Beispiele für die Fragestellungen an denen wir arbeiten sind: Können wir Bauelemente für eine Licht-getriebene Elektronik entwickeln? Können wir effiziente Bauelemente für den Terahertz (THz)-Spektralbereich entwickeln? Können wir einzelne Punktdefekte in SiC für die Quantenkommunikation und für die Quantensensorik nutzbar machen? Können wir SiC zur Technologieplattform für Quantentechnologien weiter entwickeln?

Projekte

Einzelne Farbzentren in Siliziumkarbid: elektrooptischer Zugang mittels epitaktischem Graphen

Laufzeit: seit 1. April 2017
Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Projektleitung: Heiko B. Weber

Unser Vorhaben ist die gleichzeitige elektrische und optische Charakterisierung von Farbzentren (insbesondere intrinsischer Defekte) in Siliziumkarbid (SiC). Für deren Herstellung wird die Methode der Ionenimplantation in Kombination mit optimierten Ausheilprozessen entwickelt. Sie erlaubt kleinste Störstellenkonzentrationen nahe der SiC (0001) Oberfläche, so dass der Zugriff auf einzelne Defekte möglich wird. Diese (0001) Oberfläche wird mit epitaktisch aufg…

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Beteiligte Wissenschaftler

• Kai Phillip Schmidt
• Maria Chekhova
• Stephan Götzinger
• Roland Nagy
• Michael Hartmann
• Martin Vossiek
• Robert Weigel
• Heiko B. Weber
• Joachim von Zanthier
• Michael Krieger

Publikationen

• Schlecht MT., Knorr M., Schmid C., Malzer S., Huber R., Weber HB.:
  Light-field–driven electronics in the mid-infrared regime: Schottky rectification
  In: Science Advances 8 (2022), Art.Nr.: eabj5014
  ISSN: 2375-2548
  DOI: 10.1126/sciadv.abj5014
  URL: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj5014
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• Boolakee T., Heide C., Garzón-Ramírez A., Weber HB., Franco I., Hommelhoff P.:
  Light-field control of real and virtual charge carriers
  In: Nature 605 (2022), S. 251–255
  ISSN: 0028-0836
  DOI: 10.1038/s41586-022-04565-9
  URL: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04565-9
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• Rühl M., Bergmann L., Krieger M., Weber HB.:
  Stark Tuning of the Silicon Vacancy in Silicon Carbide
  In: Nano Letters 20 (2020), S. 658-663
  ISSN: 1530-6984
  DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b04419
  URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b04419
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• Heide C., Hauck M., Higuchi T., Ristein J., Ley L., Weber HB., Hommelhoff P.:
  Attosecond-fast internal photoemission
  In: Nature Photonics 14 (2020), S. 219–222
  ISSN: 1749-4885
  DOI: 10.1038/s41566-019-0580-6
  URL: https://arxiv.org/abs/2001.02989
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• Schlecht MT., Malzer S., Preu S., Weber HB.:
  An efficient Terahertz rectifier on the graphene/SiC materials platform
  In: Scientific Reports 9 (2019), Art.Nr.: 11205
  ISSN: 2045-2322
  DOI: 10.1038/s41598-019-47606-6
  URL: https://www.nature.com/articles/s41598-019-47606-6
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