Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAFDr. Isabel Streicher arbeitete bis 2024 in der Gruppe Epitaxie-Nitride am Fraunhofer IAF und hat mit Auszeichnung promoviert. Sie blickt schon jetzt auf eine Zeit voller Highlights in ihrem jungen Forscherinnenleben zurück.
In ihrer Dissertation »Epitaxy of novel AlScN/GaN and AlYN/GaN heterostructures by metal-organic chemical vapour deposition« geht es um die Herausforderungen, die damit verbunden sind, die neuen Materialien in industriell ausreichender Qualität sowie Produktivität per MOCVD herzustellen und in die HEMTs einzuführen.
© Fraunhofer IAF
»Die Flexibilität in der Materialentwicklung am Fraunhofer IAF ist wirklich außergewöhnlich.«
Dr. Isabel Streicher hat mit Auszeichnung am Fraunhofer IAF promoviert
Dr. Isabel Streicher ist 2020 für ihre Promotion ans Fraunhofer IAF gekommen.
Wann bist du ans Fraunhofer IAF gekommen und was hast du gemacht?
Ich bin 2020 für meine Promotion ans Fraunhofer IAF gekommen und habe mit der Gruppe Epitaxie-Nitride am Wachstum von Aluminiumscandiumnitrid (AlScN) geforscht. Wir waren die Ersten, die das Material durch metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (MOCVD) hergestellt haben. Das war eine Sensation! Der Einsatz der MOCVD eröffnet aufgrund der Skalierbarkeit des Prozesses industrielle Anwendungen für das Material.
Unser Know-how haben wir später von Scandium auf Yttrium transferiert und das erste Mal überhaupt das vielversprechende neue Halbleitermaterial Aluminiumyttriumnitrid (AlYN) mit der MOCVD gewachsen. Es war eine sehr spannende Zeit und ich habe viel gelernt: Ich war auf Konferenzen, habe publiziert und wurde von meinem Gruppenleiter Dr. Stefano Leone top betreut. Die Arbeit in der gesamten Gruppe, aber auch teamübergreifend, zum Beispiel mit der Strukturanalyse, hat Spaß gemacht.
Um was geht es in deiner Doktorarbeit?
AlScN und AlYN haben aufgrund ihrer Materialeigenschaften großes Potenzial für den Einsatz in der Hochfrequenz- und Hochleistungselektronik für Informations- und Kommunikationstechnologien. Leistungselektronik auf Basis dieser neuen Materialien verspricht beispielsweise, die Performance von Mobilfunkstationen zu erhöhen und dabei den Energieverbrauch zu senken.
In meiner Dissertation »Epitaxy of novel AlScN/GaN and AlYN/GaN heterostructures by metal-organic chemical vapour deposition« habe ich mich mit den neuen Materialien AlScN und AlYN als Basis für HEMTs (high-electron-mobility transistors) beschäftigt. Genauer gesagt ging es um die Herausforderungen, die damit verbunden sind, die neuen Materialien in industriell ausreichender Qualität sowie Produktivität per MOCVD herzustellen und in die HEMTs einzuführen.
Isabel Streicher hat mit der Gruppe Epitaxie-Nitride am Wachstum von Aluminiumscandiumnitrid (AlScN) und Aluminiumyttriumnitrid (AlYN) geforscht.
Wafer aus Aluminiumscandiumnitrid
Die verschiedenen Farbnuancen der AlYN/GaN-Wafer resultieren aus unterschiedlichen Yttrium-Konzentrationen sowie Wachstumsbedingungen.
Isabel Streicher und Dr. Stefano Leone vom Fraunhofer IAF mit Nobelpreisträger Prof. Dr. Hiroshi Amano (v. l. n. r.) an der Universität Nagoya
Wie bist du zur Epitaxie gekommen?
Da ich mich für Steine und Vulkane interessiere, habe ich mich für den Bachelor in Geowissenschaften entschieden. Im Studium gab es auch ein Modul zu Materialwissenschaften mit Kristallwachstum, das mir sehr viel Spaß gemacht hat. Deshalb habe ich beschlossen, nach dem Bachelor den Master in Kristallographie (Sustainable Materials – Crystalline Materials) an der Universität Freiburg zu absolvieren. Nach meinem Abschluss habe ich die Doktorandenstelle in der Epitaxie am Fraunhofer IAF entdeckt. Das Institut war mir bereits ein Begriff durch die Vorlesung bei Dr. Lutz Kirste, der die Strukturanalyse am Fraunhofer IAF leitet.
Was waren deine Highlights am Fraunhofer IAF?
Definitiv das Wachstum von Aluminiumyttriumnitrid, weil es etwas komplett Neues war und super funktioniert hat. Ein weiteres Highlight waren die Kolleginnen und Kollegen. Es hat immer Spaß gemacht zur Arbeit zu gehen. Ebenfalls ein sehr besonderer Moment war die letzte Konferenz in Japan, als meine Kollegen und ich den Nobelpreisträger Prof. Dr. Hiroshi Amano getroffen haben und von seiner Forschergruppe eingeladen waren, einen Vortrag zum Thema »Growth and structural characterization of nitride semiconductors at Fraunhofer IAF« zu halten.
Wo bist du jetzt und was machst du dort?
Ich arbeite jetzt in Catania auf Sizilien in der Forschungsgruppe von Dr. Fabrizio Roccaforte am National Research Council of Italy - Institute for Microelectronics and Microsystems (CNR-IMM), die in Fachkreisen für ihre GaN-Prozessierung bekannt ist. Dort möchte ich mich in die Richtung Prozessierung weiterentwickeln. Außerdem gefällt mir Italien und der Vulkan Ätna ist für mich natürlich auch sehr interessant - da schließt sich tatsächlich wieder der Kreis zu meinen Ursprüngen in den Geowissenschaften. Am Anfang war es noch faszinierend, morgens die Asche des Vulkans auf dem Balkon zu finden, aber sie ist einfach überall und irgendwann ist das dann nicht mehr so toll (lacht).
Gibt es Pläne für gemeinsame Projekte mit dem Fraunhofer IAF?
Ich bleibe auf jeden Fall in Kontakt und würde mich freuen, ein gemeinsames Projekt mit dem Fraunhofer IAF aufzubauen. Die Institute verfügen über unterschiedliche Messmethoden und könnten sich gut ergänzen.
Was hat das Fraunhofer IAF, was andere nicht haben?
Die Flexibilität in der Materialentwicklung ist wirklich außergewöhnlich. Dadurch konnte ich viele neue Dinge ausprobieren, bei denen erst sehr viel entwickelt werden musste. Das wäre in der Industrie so nicht möglich gewesen. Außerdem wird die Zusammenarbeit mit Partnern sehr unterstützt, so konnte ich zum Beispiel mit unterschiedlichen Universitäten und anderen Fraunhofer-Instituten sehr gut zusammenarbeiten.