Development of piezoelectric AlGaN/Si-nanoresonators for high frequency electroceramic sensors which can be integrated into semi-conductor devices

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Das Ziel unseres Vorhabens ist die Entwicklung integrierbarer nanoelektromechanischer Hochfrequenz (HF)-Sensoren auf Basis des elektrokeramischen Materialsystems AIN/Silizium. Nano-Resonatoren können vielseitig eingesetzt werden z.B. für mikrobiologische, chemische oder physikalische Sensoren, elektrooptische Koppler oder Hochfrequenzfilter. Durch Integration der eigentlichen Sensorbauelemente mit aktiven Halbleitern - oder passiven HF-Komponenten können dabei neuartige Funktionen in monolithisch integrierbarer Bauweise erzielt werden. Für unsere Zielsetzung sollen Gruppe III-Nitride als neue Materialklasse zum Einsatz kommen. Neben der piezoelektrischen Anregung als Voraussetzung für die Integrierbarkeit liefert die Pyroelektrizität von AlGaN-GaN-Heterostrukturen eine Basis für sehr empfindliche und schnelle Messaufnehmer und -wandler. Unser Ziel basiert auf der Nutzung des zweidimensionalen polarisationsinduzierten Elektronengases hoher Beweglichkeit, das sich an der AlGaN-GaN-Grenzfläche bildet. Dies ermöglicht die Auslegung des Sensorbauelementes als gate eines Feldeffekttransistors mit hohen Grenzfrequenzen. Perspektivisch können damit komplexe Sensoren für polare Flüssigkeiten oder multifunktionale HF-Filter für die Kommunikations- und Informationstechnik entwickelt werden.