FemtoBlack
| Projektname: | FemtoBlack – Femtosecond laser sulfur hyperdoped black silicon for infrared photonic applications |
| Fachbereich: | Ingenieurwissenschaften - Angewandte Physik |
| Leitung: | Prof. Dr. rer. nat. Stefan Kontermann |
| Projektbeteiligte: | |
| Projektpartner: | |
| Laufzeit: | 01.05.2020 – 31.12.2023 |
| Finanzierende Institution oder Auftraggeber: | Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Internationalization for joint innovations in photonics |
Projektbeschreibung
Die Funktionalisierung von Silizium ist eine Methode, um neue Materialeigenschaften zu erhalten. Durch Bestrahlung von Silizium mit hochenergetischen fs-Laserpulsen entstehen gleichzeitig eine Oberflächenstruktur aus bis zu 20 µm hohen Mikrokegeln, die das Licht zwischen den Kegeln einfängt, und eine oberflächennahe schwefelhyperdotierte Siliziumschicht. Diese Dotierung erzeugt Energiezustände innerhalb der Bandlücke von Silizium, die eine starke Absorption von Photonen im Sub-Bandlückenbereich ermöglichen.
Photodetektoren, die im nahen Infrarot-Spektralbereich arbeiten, sind für spektroskopische Anwendungen und IR-Wärmebilder von großer Bedeutung. Mit fs-Laserpulsen schwefelhyperdotiertes Silizium (fs-hSi) zeichnet sich durch eine hohe Absorption genau in diesem Wellenlängenbereich aus und ist daher ein vielversprechendes Material, das teure und häufig schwierig abzuscheidende IR-Sensormaterialien wie InGaAs, InSb oder HgCdTe ersetzen kann.
Ziel
Ziel von FemtoBlack ist es, die sensorrelevanten Eigenschaften von fs-hSi und von nicht hyperdotiertem, fs-gelasertem Schwarzen Silizium (fs-bSi) zu untersuchen, um ein geeignetes Konzept für die Implementierung von fs-hSi und fs-bSi in Nah-IR-Sensoren zu entwickeln.
Projektpartner und Aufgaben
- InfraTec GmbH Infrarotsensorik und Messtechnik, Dresden: fs-hSi-basierte Infrarotsensoren
- Photonics Hub GmbH, Wörrstadt: Akquise von Projektpartnern im Bereich der IR-Sensortechnologie
- Aalto University, Department of Electronics and Nanoengineering, Espoo (Finnland): Passivierung von fs-hSi mittels Atomic Layer Deposition
- Beneq Oy, Espoo (Finnland): Entwicklung von ALD-Anlagen
- ElFys Oy, Espoo (Finnland): fs-hSi- und fs-bSi-basierte Infrarotsensoren
- Noptel Oy, Oulu (Finnland): Optoelektronische Distanz- und Positionssensoren
Förderung
FemtoBlack wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Maßnahme „Internationalisierung von Spitzenclustern, Zukunftsprojekten und vergleichbaren Netzwerken“ innerhalb des Vorhabens OptInt („Internationalization for joint innovations in photonics“) gefördert. OptInt stärkt die internationale Zusammenarbeit zwischen Partnern aus Forschung, Entwicklung, Produktion und Anwendung auf dem Gebiet der Photonik und verbessert insbesondere die Voraussetzungen kleiner und mittlerer Unternehmen für grenzüberschreitende Forschungsprojekte und marktfähige Innovationen.
