Multiskalenmodellierung zum Verständnis der Facettierung und des orientierungsabhängigen Wachstums von Aluminiumnitirid-Volumenkristallen aus der Gasphase

多尺度建模以了解气相氮化铝块状晶体的刻面和方向相关生长

基本信息

批准号：
175289588
负责人：
Professor Dr.-Ing. Matthias Bickermann
金额：
--
依托单位：
Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2010
资助国家：
德国
起止时间：
2009-12-31 至 2012-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/175289588?language=en
关键词：
Multiskalenmodellierung zum Verst ndnis der

项目摘要

Ziel des Projekts ist es, ein tiefgreifendes Verständnis für die Wachstumsvorgänge bei der Züchtung von Volumenkristallen aus der Gasphase (Sublimation-Rekondensation) zu entwickeln. Dies ist insbesondere für die neuartigen Halbleiter-Einkristalle mit großer Bandlücke wie AlN und SiC von Interesse, die ein großes wirtschaftliches Potential besitzen, deren Wachstumsmechanismen aber bislang nur unzureichend erforscht sind. Im Vordergrund des Forschungsvorhabens stehen die atomistischen Vorgänge an der Oberfläche während des Kristallwachstums, deren Abhängigkeit von der Kristallanisotropie und der Züchtungstemperatur, und die sich daraus ergebende Evolution des makroskopischer Kristallhabitus und die Aufrauung bzw. Facettierung der Oberfläche. Diese bestimmen wesentliche Kristalleigenschaften wie z.B. die Konzentration von Defekten im Kristall. Die dabei wirksamen Wachstumsmechanismen sollen durch die Entwicklung von Methoden zu Multiskalenmodellierung mit der Rückkopplung aus Ergebnissen von Kristallzüchtungsexperimenten erarbeitet werden. In der Modellierung des kinetisch limitierten Wachstums aus mehreren Komponenten in der Gasphase wird hierzu eine Kontinuums- Betrachtung des Wärme- und Stofftransports bei der Gasphasenzüchtung mit einem Phasenfeldmodell verknüpft, bei dem die Eingangsparameter von experimentellen Daten, ab-initio-Rechnungen und kinetischen Monte-Carlo-Simulationen abgeleitet werden können. Aus den Simulationen zum Wachstum von AlN werden u.a. die kinetische Wulff-Figur sowie ein Modell zur Vorhersage der Oberflächenmorphologie analog zum Jackson-Modell in der Schmelzzüchtung erarbeitet. Die Mehrkomponenten-Multiskalenmodellierung bildet darüber hinaus eine Grundlage für verlässliche Voraussagen in der Gasphasenzüchtung verwandter Materialsysteme wie z.B. SiC.

Ziel des PROJEKTS IST ES, EIN TIEFGREIFENDES Für Die Wachstumsvorgänge BEI Der Züchtung von Volumenkristallen AUS DER GASPHASE Limation-rekondensation) Zu ethwickeln. ERESSE, Die Ein Großes WirtsChaftliches Potential Basitzen, Deren WachstumsMECHANISMEN Aber Bislang Nur Unzureichend Erforscht Sind. Habens Stehen DIENGE AN DER Oberfläche Wenghrend des Kristallwachstums，DerenAbhängigkeitvon derZüchtungstemperatur，und die Sich daraus ergebende Evolution des Makroskopischer kristallhabitus unde im i i wirksamen wachstumsmechanismen zu方法。 Etischen Monte-Carlo- Simulatiten Abgenn En。 e in dergasphasenzüchtungverwandter物质系统wie Z.B.

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Preparation of Bulk AlN Seeds by Spontaneous Nucleation of Freestanding Crystals

DOI：
10.7567/jjap.52.08ja06
发表时间：
2013-08-01
期刊：
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
影响因子：
1.5
作者：
Hartmann, Carsten;Wollweber, Juergen;Bickermann, Matthias
通讯作者：
Bickermann, Matthias

Faceting in AlN bulk crystal growth and its impact on optical properties of the crystals

DOI：
10.1002/pssc.201100345
发表时间：
2012-01-01
期刊：
PHYSICA STATUS SOLIDI C: CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL 9, NO 3-4
影响因子：
0
作者：
Bickermann, Matthias;Epelbaum, Boris M.;Winnacker, Albrecht
通讯作者：
Winnacker, Albrecht

A study of the step-flow growth of the PVT-grown AlN crystals by a multi-scale modeling method