9 - Jenseits von Silicium - Warum und wozu brauchen wir neue Halbleitermaterialien? [ID:1712]
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Silizium ist das am besten dressierte Material, mit dem wir die kleinsten Strukturen machen könnten

und gegen die Halbleiter mit den neuen größeren anderen Bandabständen nicht verdrängt werden.

Aber diese neuen Halbleitermaterialien haben ihre eigenen Vorteile. Fangen wir also an mit

dem historischen globalen Überblick. Diesen Cartoon habe ich aus irgendeinem Halbleiterlabor

in einer Hochschule abgestaubt und stellt also die Entwicklung der Halbleitermaterialien dar.

Der erste Transistor wurde um die Weihnachtszeit 1947 bei den Bell Laboratorien hergestellt

und war aus Germanium. Und dieses Germanium ist hier in dem Cartoon als alter, schon ergrauter

Ziegenbock dargestellt. Und dann kam also insbesondere in den Jahren nach 1960 durch die Existenz oder

die Herstellung eines sehr gut isolierenden grenzflächenzustandsfreien Oxides Silicium

als das überragende Halbleitermaterial hinzu. Das ist dieses große Mammut. Hier in Erlangen

insbesondere die 3-5 Verbindungen gepflegt und da hatte man um 1980 die Hoffnung, das

sollte so eine freche Maus da unten sein, das Gallium Arsenid. Und später diese rechte Rand

von dem Cartoon, der stammt dann von uns. Das wir gesagt haben, naja, da könnte es ja auch

noch was anderes geben. Silicium Carbid, Gallium Nitrit und Diamant, die könnten ja sowas wie

ein Engerling oder ein Raupe und dann ein wunderschöner Schmetterling werden. Ob man

den dann zu nutzen weiß, das ist eine andere Sache. Dieses Poster, wenn das in die Hände von

Industriewerbern und Industriegrafikern fällt, dann sieht es ganz anders aus, eben so. Da ist

das Garmanium ein Dinosaurier, ausgestorben tot, was natürlich nicht stimmt. Die ganzen Handys oder

viele der Handys funktionieren mit Silicium Garmanium Halbleitermaterial. Das Mammut ist auch

schon so halbeingeschlafen. Das Gallium Arsenid hat deutlich in der Ausdehnung oder in der Tendenz zu

höheren Dingen berufen zu sein nachgelassen. Aber jetzt kommt das Silicium Carbid, der angriffslustige

Panther, der also dann die Jahre nach 2000 aggressiv dominieren wird. Manch einer ist dann

Friedrich der Fiebermeier zusammen als Tiger in die Luft gegangen und als Bettvorleger wieder

runtergekommen. Wir wollen hoffen, dass es mit dem Silicium Carbid nicht so weit kommt. Jetzt also zu

dem fränkischen, zum Genius Loki. Und als historisch Ältesten wohl muss man unbedingt den Herrn Schottky

erwähnen. Walter Schottky, Schüler von Max Planck, hat dort bei ihm promoviert, theoretischer

Physikprofessor in Rostock. Mit den Studenten verstand er sich wohl nicht so gut und die mit

ihm nicht so gut, dass er dann nachher ein Posten angenommen hat bei den Siemens Entwicklungslaboratorien

in Berlin. Später, im Zuge des oder Ende des Zweiten Weltkriegs, ließ er sich in Pritzfeld

nieder und er hat also bahnbrechende Arbeiten über die Vakuumröhre gemacht und die Schottkysche

Randschichttheorie, eine der Grundlagen der ganzen Halbleiterphysik, die auch für die Erfinder des

Transistors von Bedeutung waren. Schottky hat sich oft bei deutschen Besuchern nach Schottky

erkundigt, hier in Pritzfeld bei Forchheim gestorben. Das Bild ist aus dem angegebenen Quelle.

Und wir kommen dann zu der Wirkungsstätte, wo Schottky nicht Leiter des Laboratoriums war,

sondern Beratender und wissenschaftlicher Geist. Das war das Halbleiterlaboratorium der Siemens

Schuckertwerke hier in Pritzfeld. Später siedelte ein Teil dieses Laboratoriums in eine Fabrik

in München Freimann um und ab 1990 gehört es zur Firma OIPEC und wird jetzt gerade renoviert. Das

heißt, mit anderen Worten, zum Ende des Jahres ist der Standort Pritzfeld geschlossen. Darum

mag man bedauernd äußern, denn in Pritzfeld gab der Leiter des Laboratoriums, das war der

Herr Spenke, den ich jetzt zeigen möchte, den Übergang vom Germanium zum Silizium. Vollgas,

er hat sich klar geworden darüber, dass die Germanium Halbleiterbauelemente gegen Temperatur

sehr anfällig sind. Wir kommen darauf zurück, die Energiebandlücke, wenn wir die diskutieren,

ist sehr klein. Wenn sich das Material erwärmt und es tut es, wenn dann Strom durchfließt,

können selbst eigene Ladungsträger generiert werden und die Steuerfunktion des Halbleiterbauelements

lässt den nach. Die Suche nach einem Halbleiter mit größerer Energielücke, den man bei höheren

Temperaturen und mit höheren Stromdichten betreiben könnte, das war also die Leistung des Pritzfelder

Labors unter der Leitung von Spenke und mit relativ wenig Wissenschaftlern man damals

solche Entwicklung machen könnte. Das zeigt der sogenannte Dr. Pritz. Der Pritz ist die

Abkürzung von Pritzfeld und da sieht man hier also 13 Herren, natürlich den Chef etwas mehr

belichtet und die anderen entsprechend ihrer Bedeutung oder denn doch gleismäßig zu einem

Teil einer Videoserie :

Presenters

Prof. Dr. Reinhard Helbig Prof. Dr. Reinhard Helbig

Zugänglich über

Offener Zugang

Dauer

00:27:45 Min

Aufnahmedatum

2001-01-25

Hochgeladen am

2018-06-21 10:21:38

Sprache

de-DE

Tags

Collegium Alexandrinum Helbig Halbleitermaterialien Silizium Silicium
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