Arbeitsgruppe Bauelementphysik


Leiter: Prof. Dr. Ralph Krupke

Unsere Arbeitsgruppe untersucht den Ladungstransport und die Licht-Materie-Wechselwirkung in Kohlenstoff-basierten Nanosystemen. Molekulare Nanostrukturen wie Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Graphen haben faszinierende Eigenschaften und sind von großem Interesse für Wissenschaft und Technologie. Wir integrieren diese Materialien in komplexen Bauelement-Strukturen, führen daran grundlagenwissenschaftliche Experimente durch und erforschen das Potential der Materialien für Elektronik, Optoelektronik und Sensor-Anwendungen.

Unser Forschungsinteresse richtet sich auf:

  • Licht-Emission und Detektion auf der Nanoskala
  • Graphen-basierte Bauelement-Strukturen
  • Auf Kohlenstoff-Nanoröhrchen basierende Solarzellen

Über das letzte Jahrzehnt haben wir folgende Meilensteine erreicht:

  • Abtrennung von metallischen von halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen
  • Parallel-Anordnung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen zu hochdichten Bauelement-Schaltungen
  • Lichtemission aus einzelnen Nanoröhrchen-Molekül-Nanoröhrchen-Kontakten
  • Schmalbandige thermische Lichtemission aus einem Kavitäts-kontrollierten Graphen-Transistor
  • Mit 153 GHz schaltbarer Transistor auf der Basis von halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen
  • In einen Wellenleiter integrierte Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Emitter

Unsere Forschung wird durch das Helmholtz-Program Wissenschaft und Technologie von Nanosystemem (STN) im Rahmen des Unterthemas Kohlenstoff-Nanosysteme finanziell gefördert. Eine größere externe finanzielle Förderung wird von der VolkswagenStiftung und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) zur Verfügung gestellt.

Abb. 1: Schematische Darstellung eines Wellenleiters mit einer integrierten halbleitenden einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhre und zwei auf supraleitenden Nanodrähten basierenden Einzelphoton-Detektoren mit elektrischer Kontaktierung [1].
Abb. 2: Zweilagen-Graphen-basiertes Heterostruktur-Bauelement [2]
a Schematische 3D-Darstellung
b Querschnitt mit Darstellung des Schichtaufbaus

 

Aktuelle Forschungsthemen:

 

 

Ausgewählte Veröffentlichungen

 

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