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Siliziumschichten: Die Schlüssel für noch effizientere Chips und Solarzellen
In Graz haben Wissenschaftler ein neues Kapitel in der Geschichte der Siliziumchemie geschrieben. Mit innovativen Methoden zur Herstellung von Siliziumschichten sind sie einen Schritt näher an der Erreichung leistungsfähigerer Computerchips und zuverlässigerer Solarzellen gekommen.
Der Schlüssel liegt in den sogenannten Hydrosilanen, einer Art von Verbindungen zwischen Silizium und Wasserstoff. Diese Moleküle können besondere Eigenschaften mitbringen und sind für die Chipherstellung notwendig. Ein Team um Michael Haas aus dem Institut für Anorganische Chemie der TU Graz entwickelt neue Moleküle dieser Art, die spezielle Eigenschaften mitbringen. Andererseits erforschen sie auch eine spezielle Art des Auftragens der Siliziumschichten, die Liquid Phase Deposition (LPD) genannt wird.
Diese Methode ermöglicht es, Siliziumschichten bei Raumtemperatur herzustellen, anstatt sie bei hohen Temperaturen zu erwärmen. Das ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Industrialisierung. "Im Vergleich zu den Anfängen der Forschung vor knapp 25 Jahren sind Materialien und beteiligte Technologien heute so günstig verfügbar, dass eine wirtschaftlich sinnvolle Industrialisierung möglich erscheint", betont Haas.
Die Forscher arbeiten gemeinsam mit dem Wirtschaftspartner Air Liquide Advanced Materials, der verschiedene Ausgangsmaterialien für die Chipherstellung produziert. Ein Team von Forschenden im Christian Doppler Labor hat bereits Patente und namhafte Publikationen hervorgebracht. "Wir gestalten Moleküle, die beispielsweise Silizium und Germanium in einem bestimmten Verhältnis beinhalten", resümiert Haas.
Ein weiterer wichtiger Schritt ist die Verarbeitung der Hydrosilane mithilfe von LPD. Diese Methode ermöglicht es, die Schwachbindungen zwischen den Siliziumatomen bereits bei 500 Grad Celsius instabil zu machen. Das führt dazu, dass sich "amorphes dotiertes" Silizium ablagern kann.
Der Chemiker träumt davon, dass diese neue Generation der Siliziumverarbeitung in den Startlöchern liegt. Mit einschlägigen Produzenten von PV-Technik ist man bereits im Gespräch. Die Forscher sind sich sicher, dass ihre Entwicklungen eine wichtige Rolle bei der Industrialisierung spielen werden.
In Graz haben Wissenschaftler ein neues Kapitel in der Geschichte der Siliziumchemie geschrieben. Mit innovativen Methoden zur Herstellung von Siliziumschichten sind sie einen Schritt näher an der Erreichung leistungsfähigerer Computerchips und zuverlässigerer Solarzellen gekommen.
Der Schlüssel liegt in den sogenannten Hydrosilanen, einer Art von Verbindungen zwischen Silizium und Wasserstoff. Diese Moleküle können besondere Eigenschaften mitbringen und sind für die Chipherstellung notwendig. Ein Team um Michael Haas aus dem Institut für Anorganische Chemie der TU Graz entwickelt neue Moleküle dieser Art, die spezielle Eigenschaften mitbringen. Andererseits erforschen sie auch eine spezielle Art des Auftragens der Siliziumschichten, die Liquid Phase Deposition (LPD) genannt wird.
Diese Methode ermöglicht es, Siliziumschichten bei Raumtemperatur herzustellen, anstatt sie bei hohen Temperaturen zu erwärmen. Das ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Industrialisierung. "Im Vergleich zu den Anfängen der Forschung vor knapp 25 Jahren sind Materialien und beteiligte Technologien heute so günstig verfügbar, dass eine wirtschaftlich sinnvolle Industrialisierung möglich erscheint", betont Haas.
Die Forscher arbeiten gemeinsam mit dem Wirtschaftspartner Air Liquide Advanced Materials, der verschiedene Ausgangsmaterialien für die Chipherstellung produziert. Ein Team von Forschenden im Christian Doppler Labor hat bereits Patente und namhafte Publikationen hervorgebracht. "Wir gestalten Moleküle, die beispielsweise Silizium und Germanium in einem bestimmten Verhältnis beinhalten", resümiert Haas.
Ein weiterer wichtiger Schritt ist die Verarbeitung der Hydrosilane mithilfe von LPD. Diese Methode ermöglicht es, die Schwachbindungen zwischen den Siliziumatomen bereits bei 500 Grad Celsius instabil zu machen. Das führt dazu, dass sich "amorphes dotiertes" Silizium ablagern kann.
Der Chemiker träumt davon, dass diese neue Generation der Siliziumverarbeitung in den Startlöchern liegt. Mit einschlägigen Produzenten von PV-Technik ist man bereits im Gespräch. Die Forscher sind sich sicher, dass ihre Entwicklungen eine wichtige Rolle bei der Industrialisierung spielen werden.