DFG SPP 1119 - Anorganische Materialien durch Gasphasensynthese: Interdisziplinäre Ansätze zu Entwicklung, Verständnis und Kontrolle von CVD-Verfahren

Ziel des Projektes ist die komplette Aufklärung der Zerfalls- und Abscheide-Mechanismen eines Einkomponenten-Prekursors auf rein theoretischem Wege. Die Bewertung neuer Prekursorsysteme basiert derzeit meist auf empirischen Beobachtungen, während „ab initio“ Methoden zur Aufklärung der relevanten Phänomene wenig ausgereift sind. Der unlängst entwickelte GaN Prekursor BAZIGA ist interessant, da er in Abhängigkeit von den Abscheidungsbedingungen sowohl dünne Filme als auch Nanostrukturen bildet. Aufgrund der im wesentlichen unimolekularen Zerfallswege ist er ideal geeignet ist, die Machbarkeit, Genauigkeit und Aussagekraft eines kombinierten Einsatz von quantenmechanischen und kontinuumsmechanischen Vorhersagemodellen zu demonstrieren. Neueste „ab initio“ quantenmechanische Verfahren werden eingesetzt, um die entscheidenden Reaktionswege zu identifizieren und die entsprechenden Ratenparameter zu bestimmen. Zusammen mit Model-len zur Beschreibung des konvektiven und diffusiven Transports von Masse, Impuls und Energie und der Wärmestrahlung, kann damit die Abscheidung in einem Reaktor unter realen Betriebsbedingungen beschrieben werden. Basierend auf den Erfahrungen der letzten Projektphase und mit Hilfe der Prozess-Simulation wird zudem ein neuer Reaktor konzipiert, der optimal für quantitaive CVD-Experimente geeignet ist. Der direkte Vergleich zwischen gemessenen und berechneten Wachstumsraten und –verläufen, erlaubt die Validierung des theoretischen Ansatzes, auch im Hinblick auf die Anwendung auf andere Systeme. Als Ergebnis des Projektes wird angestrebt, erstmalig ein vollständiges Bild aller Vorgänge während des MOVPE Prozesses eines nicht trivialen Einkompotnenten-Prekursors auf mole-kolarer Ebene zu erhalten.