Optoelektronik mit Komplexen van der Waals Heterostrukturen

Durch die Entdeckung von Graphen 2004 sind zweidimensionale Materialien in den Fokus der Wissenschaft gelangt. Damit öffnete sich die Tür in die Welt der zweidimensionalen Materialen und dessen vielseitigen Eigenschaften. Neben Metallen, Halbleitern, Isolatoren oder Supraleitern gibt es eine Vielzahl an unerforschten Materialen. Durch die Kombination unterschiedlicher zweidimensionaler Materialen können Designer Materialen, sogenannte van der Waals Heterostrukturen hergestellt werden. Diese Strukturen erlauben es, Eigenschaften unterschiedlicher Materialen durch einen einfachen Stapelprozess zu kombinieren. Daher bieten sie auf Grund ihrer Struktur eine Plattform für neue physikalische Phänomene und Anwendungsmöglichkeiten wie flexible und transparente Elektronik oder Optoelektronik.Sieermöglichen damit eine neue Generation flexibler, transparenter und leistungsstarker Elektronik wie Transistoren, Photodetektoren oder LEDs. Diese Technologiebefindetsichjedoch noch in denKinderschuhen,unzählige Materialkombinationen sind kaum erforscht und bedürfen einerAnalyse um Hochleistungsanwendungen zu bedienen. Das Projekt OPTOvanderWAALS hat das Ziel, die Herstellung und Untersuchung solcher komplexer van der Waals Heterostrukturen um deren zwischen den Schichten auftretenden exzitonischenPhänomenezu untersuchen und diesefür zukünftige hochleistungsfähige opto-elektronische Anwendungen auszunutzen. Ich beabsichtige im Rahmen dieses Projektes zusätzliche neuartige Schichten zwischen bereits bekannten Schichtstrukturen zu platzieren um ein automatisches ein und ausschalten von Photodetektoren mitvernachlässigbaren Dunkelstrom zu entwickeln die perfekt für Hochleistungsanwedungen geeignet sind. Des weiteren beabsichtige ich diese Schichten in photovoltaischen Zellen als Rekombination- Zone zu integrieren. Damit wird die Rekombination von unausgeglichenen Elektron- Loch Paaren ermöglicht und eine Aufladung verhindert, dies führt zu einer erhöhten Leerlaufspannung und damit zu einer erhöhten Effizienz. Die erwähnten Heterostrukturen werden mittels einer neuen Technologie hergestellt, bei der die Kristallorientierung der einzelnen Schichten berücksichtigt wird. Dabei wird die Kristallrichtung der einzelnen Schichten durch Messung der zweiten harmonischen Schwingung abgebildet. Dies ermöglicht eine optimale Interaktion zwischen den Schichten um Hochleistungsanwendungen zu verwirklichen. Damit kann eine neue Generation von ultra dünnen, transparenten und flexiblen Hochleistungsbauteilen hergestellt werden.