Nanorétegelt MAX fázisok, kontaktusok, szilárd fázisú reakciók, kristályszerkezet, kristályhibák, nagyfelbontású transzmissziós elektronmikroszkópia, elektromos tulajdonságok, in situ vizsgálatok, GaN
angol kulcsszavak
Nanolaminated MAX phases, contacts, solid phase reactions, crystal structure, crystal defects, high-resolution transmission electron microscopy, electrical properties, in situ investigations, GaN
megadott besorolás
Elektronikus Eszközök és Technológiák (Műszaki és Természettudományok Kollégiuma)
100 %
zsűri
Informatikai–Villamosmérnöki
Kutatóhely
MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet
résztvevők
Basa Péter Horváth Zsolt József
projekt kezdete
2009-04-01
projekt vége
2013-03-31
aktuális összeg (MFt)
4.670
FTE (kutatóév egyenérték)
2.79
állapot
lezárult projekt
magyar összefoglaló
A GaN és rokon anyagai (AlN, InN) széles tiltott sávú félvezetők. Rendkívül stabil szerkezetük, magas olvadáspontjuk és széles tiltott sávuk ezen anyagokat alkalmassá teszi a magas hőmérsékletű, extrém körülmények között használható, nagyteljesítményű félvezető eszközök készítésére. A félvezető eszközszerkezetek külvilággal való kapcsolatát a kontaktus biztosítja. Ezen kontaktusok termikus stabilitása, hosszú idejű megbízhatósága elsőrendű követelmény. A MAX fázis unikális új karbid és nitrid anyag, mely a repülés, űrhajózás, autóipar potenciális anyaga. A MAX fázisok unikális tulajdonságai a nanorétegelt hexagonális kristályszerkezetnek köszönhetőek. A tervezett OTKA-projekt célja: 1. Nemesfémet tartalmazó és nem tartalmazó többkomponensű fémrétegek előállítása p-, és n-típusú III-nitriden. A hőkezelt fém-félvezető határfelület kutatása többféle vizsgálati módszerrel. A keletkezett reakciótermékek geometriájának feltárása és a reakciótermékek fázisazonosítása, jellemzése. Megvalósulás biztos. 2. A III-nitrid félvezetőkben keletkező MAX fázisok (mostanáig háromról tettek említést az irodalomban, de a gyakorlatban még nem állították elő őket) nanorétegelt kristályszerkezeteinek jellemzése. Kutatom stabilitásukat és átalakulási mechanizmusukat magas hőmérsékleten és különböző atmoszférákban. Megvalósulás nagy valószínűséggel. 3. A fém-félvezető átmenetek elektromos jellemzőinek in situ vizsgálata a hőkezelés függvényében. Megvalósulás biztos. 4. Összefüggések keresése a kontaktusok anyagszerkezete, felületi morfológiája, MAX fázisai és fizikai jellemzői (ρc, I-V, C-V, stb.) között. Megvalósulás biztos. 5. Kristályhibák hatása a fajlagos kontaktusellenállásra. Megvalósulás biztos. 6. Új, magas hőmérsékleten stabil kisellenállású többkomponensű fémrendszerek előállítása és vizsgálata n-, és p-típusú III-nitriden. Megvalósulás nagy valószínűséggel. 7. Új MAX fázis kialakítása, azonosítása és jellemzése III-nitridben. Megvalósulás valószínűsíthető. A fém/III-nitrid félvezető kontaktusok előállítása és jellemzése folyamatosan újabb és újabb kihívásokat jelentő szegmens. A MAX fázisok, mint sokatígérő, unikális tulajdonságokkal rendelkező anyagcsoport köré épített kutatási program sikere nemzetközi mércével mérve is figyelemre méltó eredményekkel gazdagíthatja a tudományterületet. A tervezett projekt jelentős hozzájárulást gyakorol az adott műszaki terület fejlődéséhez, de számos egyéb, az anyagtudományban alapvető ismeretgyarapodás is várható.
angol összefoglaló
Gallium nitride based wide bandgap semiconductors find increasing applications in optoelectronic and microelectronic devices. However, the performance of GaN-based devices is limited by several materials and engineering problems, including the difficulty in making low-resistance, thermally stable ohmic contacts. We will start a study on contacts to III-nitrides. We will deposit (mainly by vacuum evaporation) metallic layers onto GaN and will investigate the nanostructural and electrical properties of the contacts before and after annealing. The MAX phases represent a new class of nitrides and carbides and can be best described as nanolaminates. They combine some of the best properties of metals and ceramics. Their physical properties along with the fact they are readily machinable, make them extremely attractive in terms of the potential technological applications. Planned activities: 1. Performance and structural investigation of metal/III-nitride contacts; realization secure. 2. Performance, characterization, stability, transformation mechanism of MAX phases in III-nitrides (so far cannot to develop MAX phase in III-nitride); realization with big chance. 3. Electrical characterization of metal-semiconductor junctions at elevated temperatures by in situ investigation; realization secure. 4. Search of relationships between the material structures, surface morphologies, MAX phases and physical characteristics of contacts; realization secure. 5. Influence of crystal defects for specific contact resistance; realization secure. 6. Performance and investigation of new, stable on high temperature multicomponent metal systems to n-, and p-type III-nitrides with low contact resistance; realization with big chance. 7. Performance, identification and characterization of new MAX phase in III-nitride; realization like enough. This technological interest a round of theoretical and experimental research aimed to better understand their nature and physics.
