Siliziumkarbid und epitaktisches Graphen: Licht/Materie Schnittstelle

Farbzentrum in der Einheitszelle von 4H-SiC

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

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…

Mehr Informationen

Einzelne Punktdefekte in Festkörpern stellen stabile Quantensysteme dar, die oft kohärente Elektronenspins aufweisen und einzelne Photonen emittieren. Punktdefekte in Silizium-Karbid kombinieren diese Vorteile mit einer technologisch ausgereiften Halbleiterplattform. Trotzdem führt die Festkörperumgebung zu einer signifikanten Streuung der Übergangsfrequenzen individueller Defekte und verhindert meist die Beobachtung kooperativer Effekte. Wir arbeiten an dieser Herausforderung, sowohl experimentell als …

Mehr Informationen

Beteiligte Wissenschaftler

Publikationen