Abscheidung und Untersuchung von InGaN-Nanodrähten auf Si-Substraten für die solare Wasserstofferzeugung

用于太阳能制氢的 Si 衬底上 InGaN 纳米线的沉积和研究

• 批准号: 208580072
• 负责人: Dr. Holger Kalisch
• 金额: --
• 依托单位: Lehr- und Forschungsgebiet Technologie der Verbindungshalbleiter (CST)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2011-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/208580072?language=en
• 关键词: Abscheidung; und; Untersuchung; von; InGaN

Der Halbleiter Indiumgalliumnitrid (InxGa1-xN) ist aufgrund seiner direkten und über den In-Gehalt einstellbaren Bandlücke für eine Vielzahl von Anwendungen der Optoelektronik interessant. Dem Aufbau von Nanostrukturen wird dabei besonderes Potenzial eingeräumt, da hiermit positive Effekte genutzt werden können. Zu diesen zählen ein vergrößertes Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnis, verbesserte Ein- und Auskopplung von Lichtquanten, erhöhte Absorption bei gleicher Schichtdicke, höhere Freiheitsgrade bei der Epitaxie auf gitterfehlangepassten Substraten (z.B. Si) sowie geringere Defektdichten im Kristall. Da sich der Wellenbereich der Absorption auch über einen großen Teil des solaren Spektrums erstreckt, sind auch Anwendungen zur solaren Energieerzeugung denkbar. Ein Ansatz besteht in der Verwendung von InGaN bei der photoelektrochemischen Erzeugung von Wasserstoff. Hierbei können die Vorteile der Gruppe III-Nitride wie z.B. gute Legierbarkeit und hohe chemische Stabilität ausgenutzt werden.Im vorgeschlagenen Projekt soll zunächst das Verfahren der H2-Erzeugung an planaren InGaN-Schichten studiert werden. Parallel dazu werden Prozesse zur Epitaxie von InGaN-Nanodrähten auf Si-Substraten entwickelt. Als Verfahren kommt das spontane, selbst organisierte bzw. katalytisch unterstützte Wachstum zum Einsatz. Neben den grundlegenden Studien zum Ablauf der Nukleation von GaN- bzw. InGaN-Nanodrähten auf Si soll die Abscheidung auf einen für die Anwendung günstigen In-Gehalt von ca. 15-35% optimiert werden. Abschließend erfolgt eine Überprüfung der Tauglichkeit der InGaN-Nanodrähte als aktive Elemente in einem elektrochemischen System zur solaren Wasserstofferzeugung.

半导体铟镓氮化物（InxGa 1-xN）是一种直接和间接的半导体器件，用于感兴趣的光电子器件。纳米结构的建造是潜在的，具有高度的正向效应，可以产生韦尔登效应。Zu diesen zählen ein vergrößertes Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnis，verbesserte Ein- und Auskopplung von Lichtquanten，erhöhte Absorption bei gleicher Schichtdicke，höhere Freiheitsgrade bei der Epitaxie auf gitterfehlangepasten Substraten（z.B.是的，我知道克里斯塔尔的失败。这样的吸收健康环境也会导致太阳能电池的巨大损耗，也会导致太阳能电池的能量消耗。在InGaN和Wasserstoff的光电化学反应中，这种效应是最好的。在这里我们可以看到III族氮化物的前级，如z.B.这是一个很好的化学稳定性和稳定性的研究课题。我将在此研究H2-Erzeugung和平面InGaN-Schichten。在硅衬底上平行韦尔登纳米晶外延工艺。所有的人都自发地组织起来。katalytisch unterstützte Wachstum zum Einquiry.在GaN- bzw的成核过程中，需要进行大量的实验研究。InGaN-Nanodrähten auf Si soll die Abscheidung auf einen für die Anwendung günstigen In-Gehalt von ca. 15-35%优化韦尔登。Abschließend erfolgt eine Überprüfung der Tauglichkeit der InGaN-Nanodrähte als aktive Elemente in einem elektrochemischen System zur solaren Wasserstofferzeugung.

项目成果

The controlled growth of GaN microrods on Si(111) substrates by MOCVD

• DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2014.10.047
• 发表时间: 2015-03
• 期刊: Journal of Crystal Growth
• 影响因子: 1.8
• 作者: B. Foltynski;N. Garro;M. Vallo;M. Finken;C. Giesen;H. Kalisch;A. Vescan;A. Cantarero;M. Heuken

Investigations of the electrochemical stability of InGaN photoanodes in different electrolytes

• DOI: 10.1002/pssb.201451576
• 发表时间: 2015-05
• 期刊: physica status solidi (b)
• 作者: M. Finken;A. Wille;B. Reuters;M. Heuken;H. Kalisch;A. Vescan

Growth properties and electrochemical characterization of InGaN photoanodes with different In concentrations

• DOI: 10.1002/pssc.201300414
• 发表时间: 2014-02
• 期刊: Physica Status Solidi (c)
• 作者: M. Finken;A. Wille;Benjamin Reuters-;B. Holländer;M. Heuken;H. Kalisch;A. Vescan