Neue Legierung CSiGeSn eröffnet Wege für Photonik, Thermoelektrik und Quantencomputing

Die Forschungsgruppe um Dr. Dan Buca vom Forschungszentrum Jülich und Prof. Dr. Giovanni Capellini vom Leibniz-Institut für Mikroelektronik (IHP) hat eine neue Materialkombination entwickelt: CSiGeSn, eine stabile Legierung aus Kohlenstoff, Silizium, Germanium und Zinn. Diese Innovation öffnet neue Türen in den Bereichen der Photonik, Thermoelektrik und Quantencomputing. Langjährig galt die Entwicklung dieses Materials als äußerst komplex, da die beteiligten Elemente aufgrund ihrer unterschiedlichen Größen und Bindungskräfte schwer kompatibel waren. Durch die präzise Steuerung der Herstellungsprozesse mithilfe einer industriell gängigen CVD-Anlage von AIXTRON gelang es jedoch, diese Gegensätze zu harmonisieren und ein Material mit hoher Qualität und gleichmäßiger Zusammensetzung herzustellen.

Die vielversprechende Eigenschaft dieser Legierung liegt in ihrer einzigartigen Kombination aus einstellbaren optischen Eigenschaften und der Kompatibilität mit Silizium – dem Standardmaterial in der Chipproduktion. Dadurch entstehen neue Möglichkeiten für skalierbare photonische, thermoelektrische und quantentechnische Bauelemente. Ein wichtiger Meilenstein auf diesem Weg ist die erste Leuchtdiode, die auf Quantentopfstrukturen aus CSiGeSn basiert und den Fortschritt in Richtung optoelektronischer Komponenten unterstreicht.

Besonders im Bereich der Thermoelektrik eröffnet CSiGeSn neue Perspektiven. Es ermöglicht die effiziente Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie, ein zentrales Thema für Wearable-Technologie und Computerchips, um deren Leistungsaufnahme zu optimieren. Auch für die siliziumbasierte Photonik bringt CSiGeSn große Fortschritte. Anwendungen wie leistungsstarke Laser oder Lichtsensoren mit verbesserten Eigenschaften stehen nun näher bevor. Die Arbeit der Forschergruppe wurde in der Fachzeitschrift Advanced Materials veröffentlicht und unterstreicht damit die wissenschaftliche Bedeutung dieser Entwicklung für die Zukunft der Elektronik und Informationstechnologie.

Schlagwörter: CSiGeSn + Dan Buca + Jülich

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