Blaue Lumineszenz aus Nanostrukturen

Ein großer Traum der Mikroelektronik ist die Realisierung von Lichtquellen in Silizium, da dieses Material die (billige) Grundlage der gängigen Mikroelektronik - Chips ist. Noch in den 80er Jahren erschien dies unmöglich, da Silizium als indirekter Halbleiter zur Lichtemission an sich ungeeignet ist. Teure und aufwendige andere Verfahren und Werkstoffe (z. B. Verbindungshalbleiter wie Gallium-Arsenid, Gallium-Nitrid, Silizium-Carbid usw.) werden derzeit für Leuchtdioden verwendet. Diese Technologien sind zwar weit entwickelt, vermögen aber eins nicht: die Integration einer solchen Lichtquelle in herkömmliche Chipstrukturen, also direkt auf einem Silizium - Chip in einem reinen Si- Herstellungsprozeß.
Seit Anfang der 90er Jahre kann mit dem Einzug der Nanotechnologien durch modifizierte Schichten und Strukturen im Nanometer - Bereich die bisherige Schranke des Siliziums überwunden werden: die in das Silizium oder in Siliziumdioxid eingebetteten Nanostrukturen können aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften selbst zum Leuchten angeregt werden. Ein mögliches Verfahren zur Erzeugung derartiger Nanostrukturen ist die Ionenstrahlsynthese Durch die Verbindung von Ionenstrahl- und Temperverfahren können z. B. Nanocluster in SiO2 hergestellt werden. Derartige Schichten zeigen bei elektrischer Anregung eine blaue/violette Lumineszenz, die zudem auch noch einen beträchtlichen UV - Lichtanteil enthält. Der Beitrag gibt eine Übersicht über elektrische und optische Eigenschaften derart modifizierter Schichten und zeigt mögliche Anwendungen.