Universität Bremen

60 Universität Bremen - Projekte https://www.uni-bremen.de/ifp/arbeitsgruppen/festkoerpermaterialien-ag-eickhoff/projekte Projekte der AG Eickhoff de Universität Bremen Thu, 21 May 2026 16:04:35 +0200 Thu, 21 May 2026 16:04:35 +0200 Universität Bremen content-630213 Thu, 05 Mar 2026 17:50:17 +0100 Gadolinium-dotierte Galliumoxid Polymorphe und Legierungen: Einfluss des Kristallfeldes auf die UV-Emission https://www.uni-bremen.de/ifp/arbeitsgruppen/festkoerpermaterialien-ag-eickhoff/projekte#c630213 Laufzeit: 01.03.2025 - 28.02.2027 Beschreibung: Galliumoxid (<abbr title="Galliumoxid">Ga2O3</abbr>) ist ein Halbleiter mit extrem breiter Bandlücke. Obwohl er hervorragende Materialeigenschaften und technische Möglichkeiten aufweist, die ihn an die Spitze der Forschung gebracht haben, hat das native Material nur ein begrenztes Potenzial als optischer Emitter. Um dieses Problem zu lösen, können optisch aktive Ionen in <abbr title="Galliumoxid">Ga2O3</abbr> eingebaut werden. Eines dieser Ionen steht im Mittelpunkt dieses Projekts: Gadolinium (<abbr title="Gadolinium">Gd</abbr>), das im ultravioletten B-Spektralbereich (<abbr title="ultraviolett">UV</abbr>-B) emittiert. Das Hauptziel dieses Projekts ist die Synthese von <abbr title="Gadolinium">Gd</abbr>-dotiertem <abbr title="Galliumoxid">Ga2O3</abbr> durch Molekularstrahlepitaxie (<abbr title="Molekularstrahlepitaxie">MBE</abbr>) und die Charakterisierung seiner optischen Emission. Darüber hinaus zielt das Projekt darauf ab, die Wirkung des Kristallfeldes in <abbr title="Galliumoxid">Ga2O3</abbr>-basierten Polymorphen und Legierungen zu verstehen und zu quantifizieren, indem die internen optischen Übergänge der Gadolinium-Verunreinigung als Fingerabdruck für dieses Feld verwendet werden. Wir werden robuste und systematische Daten erstellen, die als Ausgangspunkt für künftige Kooperationen, möglicherweise sogar für künftige Projekte, dienen könnten, die auf theoretischen Berechnungen und/oder der potenziellen Herstellung von optischen Geräten auf der Grundlage dieses Materialsystems basieren. Kontakt: <abbr title="Doktor">Dr.</abbr> Manuel Alonso Orts Content content-630103 Thu, 05 Mar 2026 17:50:17 +0100 Suboxid-Molekularstrahlepitaxie: In Richtung hoher Elektronen-Mobilität in α-(Al,Ga)2O3 und β-(Al,Ga)2O3 https://www.uni-bremen.de/ifp/arbeitsgruppen/festkoerpermaterialien-ag-eickhoff/projekte#c630103 Laufzeit: 01.11.2024 - 31.10.2027 Beschreibung:&nbsp;Die Suche nach neuartigen Materialien geht seit jeher mit der Suche nach neuartigen Synthesemethoden einher. Für die Synthese neuer Funktionsmaterialien wurden bahnbrechende Dünnschicht-Abscheidungsmethoden entwickelt. Die Synthese-Wissenschaft der Molekularstrahlepitaxie (<abbr title="Molekularstrahlepitaxie">MBE</abbr>) hat zu einem großen Teil die Entwicklung eines neuen technologischen Zeitalters ermöglicht: Die Entwicklung von Festkörper- und optoelektronischen Bauelementen --- die unser modernes tägliches Leben bestimmen. Der vorliegende Antrag zielt auf das Wachstum und die Dotierung des Halbleiters <abbr title="Aluminiumgalliumoxid">(Al,Ga)2O3</abbr> mit ultrabreiter Bandlücke (<abbr title="englisch">engl</abbr>: <abbr title="ultra-wide bandgap">UWBG</abbr>) mittels Suboxid-<abbr title="Molekularstrahlepitaxie">MBE</abbr> (<abbr title="Suboxid-Molekularstrahlepitaxie">S-MBE</abbr>) --- eine neue <abbr title="Molekularstrahlepitaxie">MBE</abbr>-Wachstumsmethode unter Verwendung von Suboxiden als Quellmaterial. Das bahnbrechende Merkmal der <abbr title="Suboxid-Molekularstrahlepitaxie">S-MBE</abbr> besteht darin, dass es die komplexe 2-Stufen Kinetik von <abbr title="Gruppe-Drei-Oxid">III-O</abbr>-Materialien, in eine einfache und 1-Stufen Oberflächenkinetik umwandelt. Somit lassen sich neue <abbr title="Gruppe-Drei-Oxid">III-O</abbr>-Materialien mit höherer kristalliner Perfektion, deutlich höheren Wachstumsraten und niedrigeren Wachstumstemperaturen als derzeit von jeder anderen Oxid-<abbr title="Molekularstrahlepitaxie">MBE</abbr>-Variante gezeigt züchten. In diesem Projekt wird <abbr title="Suboxid-Molekularstrahlepitaxie">S-MBE</abbr> weiterentwickelt, um <abbr title="alpha">α</abbr>-<abbr title="Aluminiumgalliumoxid">(Al,Ga)2O3</abbr> und <abbr title="beta">β</abbr>-<abbr title="Aluminiumgalliumoxid">(Al,Ga)2O3</abbr> unter Verwendung der Suboxide <abbr title="Galliumsuboxid">Ga2O</abbr> und <abbr title="Aluminiumsuboxid">Al2O</abbr> zu züchten. Für beide Polymorphe wird die Mischbarkreisgrenze von <abbr title="Aluminiumoxid">Al2O3</abbr> in <abbr title="Galliumoxid">Ga2O3</abbr> untersucht werden (auf verschiedenen Substraten). In einer Folgestudie werden diese optimierten <abbr title="Aluminiumgalliumoxid">(Al,Ga)2O3</abbr>-Legierungen mit den Suboxiden <abbr title="Siliziumsuboxid">SiO</abbr> und <abbr title="Germaniumsuboxid">GeO</abbr> n-Typ dotiert. Bisher wurden als höchste Raumtemperaturmobilität (<abbr title="Raumtemperaturmobilität">μe</abbr>) für α-<abbr title="Galliumoxid">Ga2O3</abbr> und <abbr title="beta">β</abbr>-<abbr title="Galliumoxid">Ga2O3</abbr> entweder <abbr title="Raumtemperaturmobilität">μe</abbr> = 65 <abbr title="centimeter">cm</abbr>-2 <abbr title="Volt">V</abbr>-1 <abbr title="Sekunde">s</abbr>-1 bzw. <abbr title="Raumtemperaturmobilität">μe</abbr> = 176 <abbr title="centimeter">cm</abbr>-2 <abbr title="Volt">V</abbr>-1 <abbr title="Sekunde">s</abbr>-1 erreicht, beides gewachsen mittels chemischer Gasphasenabscheidung. Im Gegensatz dazu wird in der Literatur kein leitfähiges n-Typ-<abbr title="alpha">α</abbr>-(<abbr title="Aluminum">Al</abbr>x<abbr title="Gallium">Ga</abbr>1-x)2<abbr title="Oxid">O</abbr>3 beschrieben, und in <abbr title="beta">β</abbr>-(<abbr title="Aluminum">Al</abbr>0,15<abbr title="Gallium">Ga</abbr>0,85)2<abbr title="Oxid">O</abbr>3 beträgt die n-Typ-Mobilität bisher höchstens <abbr title="Raumtemperaturmobilität">μe</abbr> = 4 <abbr title="centimeter">cm</abbr>-2 <abbr title="Volt">V</abbr>-1 <abbr title="Sekunde">s</abbr>-1. Abhängig vom Dotierstoff (z. B. <abbr title="Silizium">Si</abbr>) und der <abbr title="Aluminum">Al</abbr>-Konzentration im (<abbr title="Aluminum">Al</abbr>x<abbr title="Gallium">Ga</abbr>1-x)2<abbr title="Oxid">O</abbr>3-Kristall sinkt <abbr title="Raumtemperaturmobilität">μe</abbr> aufgrund der Bildung von DX-Zentren oder anderer kompensierender Punktdefekte. Die Antragsteller schlagen nun vor, dass die durch <abbr title="Suboxid-Molekularstrahlepitaxie">S-MBE</abbr> möglich werdende Oberflächenkinetik und Defektbildungs-Thermodynamik, n-Typ <abbr title="alpha">α</abbr>-(<abbr title="Aluminum">Al</abbr>x<abbr title="Gallium">Ga</abbr>1-x)2<abbr title="Oxid">O</abbr>3 und <abbr title="beta">β</abbr>-(<abbr title="Aluminum">Al</abbr>x<abbr title="Gallium">Ga</abbr>1-x)2<abbr title="Oxid">O</abbr>3 Schichten mit x > 0,2 und <abbr title="Raumtemperaturmobilität">μe</abbr> > 50 <abbr title="centimeter">cm</abbr>-2 <abbr title="Volt">V</abbr>-1 <abbr title="Sekunde">s</abbr>-1 möglich werden --- und ist das wissenschaftliche Ziel dieses Antrags. Kontakt:&nbsp;<abbr title="Professor">Prof.</abbr>&nbsp;<abbr title="Doktor">Dr.</abbr> Martin Eickhoff <a class="externalLink" href="https://gepris-extern.dfg.de/gepris/projekt/548632596?language=de" target="_blank" title="Öffnet externen Link in neuem Fenster">Weitere Informationen</a> Content content-391862 Tue, 03 May 2022 18:12:13 +0200 Neue Wege zur Herstellung und grundlegenden Untersuchung optischer Kavitäten auf der Basis von epitaktischem Ga2O3 https://www.uni-bremen.de/ifp/arbeitsgruppen/festkoerpermaterialien-ag-eickhoff/projekte#c391862 Laufzeit: 01.01.2022 - 31.12.2024 Beschreibung:&nbsp;Galliumoxid (<abbr title="Galliumoxid">Ga2O3</abbr>) ist ein Halbleiter mit einer extrem breiten Bandlücke (<abbr title="ultra wide band gap">UWBG</abbr>), der sich aufgrund seiner Bandlücke von 5 <abbr title="Elektronenvolt">eV</abbr> und der Verfügbarkeit von kostengünstigen Substraten als vielversprechende Alternative zu führenden Halbleitern mit großer Bandlücke für elektronische und optische Hochleistungsgeräte erwiesen hat. Ziel dieses Projekts ist die Überwindung der technischen Herausforderungen im Zusammenhang mit dem <abbr title="ultra wide band gap">UWBG</abbr>-System, indem neuartige Herstellungsverfahren und Designs für optische Kavitäten im Nah-Infrarot- und Nah-UV-Bereich auf der Grundlage von epitaktischem <abbr title="Galliumoxid">Ga2O3</abbr> entwickelt und angewendet werden. Kontakt: <abbr title="Doktor">Dr.</abbr> Manuel Alonso Orts Content content-341450 Thu, 05 Mar 2026 17:50:17 +0100 Quantitative Bestimmung interner elektrischer Felder in Halbleiter-Nanostrukturen durch Transmissionselektronenmikroskopie https://www.uni-bremen.de/ifp/arbeitsgruppen/festkoerpermaterialien-ag-eickhoff/projekte#c341450 Laufzeit: 01.02.2021 - 31.01.2024 Beschreibung: Ziel des beantragten Projektes ist die quantitative Bestimmung interner elektrischer Felder (IEFs) in Halbleiternanostrukturen mit Hilfe moderner Methoden der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und durch kontrollierte Superposition externer elektrischer Felder. Als ideales Modellsystem für diese Untersuchungen konzentrieren sich die Arbeiten auf pn-Übergänge in Gruppe III-Nitrid Nanodrähten (III-N NWs) sowie auf axiale Gruppe III-Nitrid Nanodraht-Heterostrukturen (III-N NWHs), die mittels plasmainduzierter Molekularstrahlepitaxie synthetisiert werden. Derartige NWHs können reproduzierbar mit hoher Präzision hergestellt werden und weisen polarisationsinduzierte IEFs in der Größenordnung von bis zu einigen MV/cm auf, deren Größe durch die geometrischen Abmessungen, die chemische Zusammensetzung und die Dotierkonzentrationen eingestellt werden kann. Darüber hinaus können Stärke und räumliche Verteilung der IEFs in individuell elektrisch kontaktierten NWs und NWHs durch Superposition eines externen elektrischen Feldes auf kontrollierte Weise manipuliert werden.Da die optischen Eigenschaften von III-N NWHs durch den Quantum-Confined Stark-Effekt stark beeinflusst werden, werden hier die IEFs ein und derselben Nanostruktur sowohl mit Hilfe der neuen TEM-Methoden als auch mittels optischer Analysen durch Bias-abhängige Photostrom- und Mikrophotolumineszenzmessungen untersucht. Der Vergleich der optischen Analysen und der TEM-Messungen für verschiedene Anregungs- und Elektronenstromdichten in Kombination mit numerischen Simulationen der Elektronen- und Lochzustände erlaubt dann eine quantitative Bestimmung der IEFs und führt zu einem verbesserten Verständnis der elektronischen Bandprofile, der Feldabschirmung durch freie Ladungsträger aber auch des Einflusses präparationsabhängiger elektronischer Oberflächenzustände. Die Verfügbarkeit und die Optimierung einer TEM-basierten Technik zur zuverlässigen und direkten Messung von IEFs ist nicht nur für die hier modellhaft behandelten AlGaN/GaN und InGaN/GaN Nanostrukturen relevant. Sie ist darüber hinaus von großem Interesse für die Analyse komplexer Nanostrukturen anderer Halbleitersysteme (z. B. GaAs/AlGaAs) aber auch für andere Anwendungen wie z. B. ferroelektrische Tunnelkontakte. Kontakt: <abbr title="Professor">Prof.</abbr>&nbsp;<abbr title="Doktor">Dr.</abbr> Martin Eickhoff <a class="externalLink" href="https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/448949106" target="_blank" title="Öffnet externen Link in neuem Fenster">Weitere Informationen</a> Content content-341448 Wed, 03 Nov 2021 09:56:52 +0100 Fluoreszenzspektroskopie an Baumringen: neue Klimaproxys für die Dendroklimatologie https://www.uni-bremen.de/ifp/arbeitsgruppen/festkoerpermaterialien-ag-eickhoff/projekte#c341448 Laufzeit: 01.05.2021 - 30.04.2022 Beschreibung: Über Fluoreszenzspektroskopie an Baumringen sollen neue Klimaproxys ermittelt werden um die Möglichkeiten der Klimarekonstruktion durch Dendroklimatologie zu erweitern. Ziel dieses Projekts ist die zerstörungsfreie und reproduzierbare Analyse von Baumringen mit UV-VIS-Fluoreszenzspektroskopie. Die Emissionsbanden im Fluoreszenzspektrum können unterschiedlichen Holzbestandteilen (Cellulose, Lignin) zugeordnet werden. Die Intensität der Emissionsbanden lässt Rückschlüsse auf das Vorhandensein bzw. auf qualitative, evtl. auch quantitative Konzentrationsänderungen der Bestandteile zu. Diese und weitere Informationen (Jahresringbreiten etc.) sollen die Rekonstruktion von Klimaparametern wie Temperatur, Niederschlag und Sonneneinstrahlung verfeinern und verbessern. Kontakt: <abbr title="Doktor">Dr.</abbr> Christian Tessarek Content content-196639 Wed, 04 Mar 2026 23:43:54 +0100 Chemische Gasphasenabscheidung und laserinduzierte Modifikation von Nano- und Heterostrukturen aus zweidimensionalen, atomar dünnen Schichten für photonische Anwendungen https://www.uni-bremen.de/ifp/arbeitsgruppen/festkoerpermaterialien-ag-eickhoff/projekte#c196639 Laufzeit: 01.10.2019 bis 30.09.2022 Beschreibung: Ziel des Projektvorhabens ist die präzise Manipulation der optischen Eigenschaften von Heterostrukturen aus zweidimensionalen (<abbr title="zweidimensional">2D</abbr>) atomar dünnen Materialien wie Graphen, Bornitrid (<abbr title="Bornitrid">BN</abbr>) und Übergangsmetall-Dichalkogeniden wie <abbr title="zum Beispiel">z.B.</abbr> Molybdändisulfid (<abbr title="Molybdändisulfid">MoS2</abbr>) und Wolframdiselenid (<abbr title="Wolframdiselenid">WSe2</abbr>). Diese Heteroschichten sollen über van-der-Waals Epitaxie mit der Methode der chemischen Gasphasenabscheidung übereinander gewachsen werden. Über die Abscheidung von Graphen und/oder <abbr title="Bornitrid">BN</abbr> unter- und/oder oberhalb der Übergangsmetall-Dichalkogenid-Schicht soll die dielektrische Umgebung modifiziert werden. Die Herausforderung ist dabei die Identifikation spezifischer Wachstumsfenster, in denen diverse <abbr title="zweidimensional">2D</abbr>-Materialien mit hoher Qualität und frei von Fremdmaterialverunreinigungen übereinander abgeschieden werden können. Darüber hinaus sollen Wachstumsparameter für ternäre Übergangsmetall-Dichalkogenide (<abbr title="Molybdänwolframdisulfid">MoWS2</abbr>, <abbr title="Molybdändisulfidselenid">Mo(SSe)2</abbr>) entwickelt werden. Neben dem <abbr title="zweidimensional">2D</abbr>-Schichtwachstum wird auch das selbst-organisierte Wachstum von quantenpunktartigen Nanostrukturen untersucht, <abbr title="zum Beispiel">z.B.</abbr> unverspannte <abbr title="Molybdändisulfid">MoS2</abbr>-Nanoinseln eingebettet in einer <abbr title="Wolframdisulfid">WS2</abbr>-Matrix oder verspannte <abbr title="Molybdändiselenid">MoSe2</abbr>-Nanoinseln in einer <abbr title="Molybdändisulfid">MoS2</abbr>-Matrix. Dadurch soll der Effekt von Verspannung und der Ladungsträgereinschluss auf die optischen Eigenschaften untersucht werden. Ein wichtiger Fokus des Projektvorhabens ist die laserinduzierte Manipulation der Schichten. Über Laserbestrahlung sollen zur Kontrolle der optischen Eigenschaften gezielt Defekte wie <abbr title="zum Beispiel">z.B.</abbr>&nbsp;<abbr title="Schwefel">S</abbr>-Vakanzen in die Übergangsmetall-Dichalkogenid-Schicht erzeugt und so eine laterale Strukturierung optisch aktiver Bereiche erreicht werden. Ein über aktuelle Vorarbeiten erprobtes Verfahren zur lokalen präzisen Abdünnung von Übergangsmetall-Dichalkogenid-Schichten über Laserbestrahlung wird auf beliebige <abbr title="zweidimensional">2D</abbr>-Heterostrukturen angewendet, um periodische Nanostrukturen hin zu photonischen Kristallen zu erzeugen. Kontakt: <abbr title="Doktor">Dr.</abbr> Christian Tessarek Content content-196644 Wed, 04 Mar 2026 23:43:54 +0100 Einzelpunkt-Sensorsystem für die nicht-invasive, dynamische Messung der Herzfunktion (SINDynamik) https://www.uni-bremen.de/ifp/arbeitsgruppen/festkoerpermaterialien-ag-eickhoff/projekte#c196644 Laufzeit: 01.07.2018 bis 30.06.2020 Beschreibung: Kardio-vaskuläre Erkrankungen sind in Deutschland die häufigste Todesursache. Zentrale Voraussetzung für eine Verbesserung der Therapie, ist eine effiziente Langzeitdiagnostik. Die Echtzeitmessung des zentralen Venendrucks (<abbr title="zentraler Venendruck">ZVD</abbr>) im rechten Vorhof des Herzens in Bezug zum <abbr title="Elektrokardiogramm">EKG</abbr>-Signal stellt eines der wichtigsten Verfahren in der Herz-Lungen Diagnostik dar. Um die dynamischen <abbr title="zentraler Venendruck">ZVD</abbr>-Werte im zeitlichen Verlauf exakt zu erfassen, kommen invasive und sehr kostenintensive Ansätze mit drucksensorintegriertem Herz-Katheter zum Einsatz, die nicht für eine zugängliche präventive Diagnostik eingesetzt werden können. So ist bislang insbesondere nach einem Herzinfarkt oder einer Herzoperation eine Langzeitüberwachung der Herzkammerdynamik und des Herzventilzyklus, nicht möglich. Ziel des Verbundprojekts SINDynamik ist deshalb die Erforschung und die vorklinische Validierung einer neuartigen Diagnose-Methode zur simultanen und nicht-invasiven Bestimmung des <abbr title="zentraler Venendruck">ZVD</abbr>-Echtzeitsignals und des <abbr title="Elektrokardiogramm">EKG</abbr>-Signals. Dabei soll eine bio-elektrodynamische Erfassung der Herzaktivität an einem einzelnen Körperpunkt (Single Point Cardio-Dynamics, <abbr title="Single Point Cardio-Dynamics">SPC</abbr>) erfolgen. Der Sensor detektiert die bio-elektrische Herzgewebe-Depolarisation, überlagert mit der mechanischen Bewegung des elektrisch geladenen Herzgewebes und kann damit ein vollständiges Ladungsabbild der Herz-Lungen-Wechselwirkung mit der Atemdynamik liefern. Das <abbr title="Single Point Cardio-Dynamics">SPC</abbr>-Messverfahren ermöglicht prinzipiell eine kontinuierliche, nicht-invasive, personifizierte Herzdiagnostik, generiert damit einen erheblichen Patientennutzen und soll zur Verringerung der Mortalitätsrate nach einem Herzinfarkt beitragen. Die Leistungsfähigkeit des <abbr title="Single Point Cardio-Dynamics">SPC</abbr>-Verfahrens wird am Ende des Projekts durch den Vergleich mit Standardverfahren zu <abbr title="Elektrokardiogramm">EKG</abbr>- und <abbr title="zentraler Venendruck">ZVD</abbr>-Messungen an einer kleinen Testgruppe von Herz-Lungen Patienten demonstriert. Kontakt: <abbr title="Professor">Prof.</abbr>&nbsp;<abbr title="Doktor">Dr.</abbr> Martin Eickhoff Content