Wer sind Sie und an welchem Thema forscht ihre Nachwuchsgruppe?

Mein Name ist Jana Hartmann und wir beschäftigen uns mit Licht-emittierenden Bauteilen aus Galliumnitrid, wie LEDs oder Laserdioden. Diese miniaturisieren wir immer mehr, um neue Funktionalitäten zu generieren (beispielsweise Mikro-LED-Arrays für metrologische Anwendungen, Kombinationen aus Mikro-LED und Photodetektoren für die Gassensorik oder Laserdioden für Quantencomputer). In meiner Arbeitsgruppe geht es im Speziellen um die Epitaxie der Nitrid Schichten, um deren Charakterisierung und um die Analyse der teilweise nur wenige Mikrometer großen optoelektronischen Bauteile.

Welcher Forschungsfrage gehen Sie dabei konkret nach?

Wie können wir LEDs, Laserdioden oder andere optische Bauteile so klein und trotzdem effizient herstellen? Da stößt die Lithographie an ihre Grenzen, die Randeffekte kommen immer mehr zum Tragen und das Material muss noch defektärmer sein. Denn jeder kleinste Fehler im Material oder während der Prozessierung kann diese kleinen Bauteile so sehr schädigen, dass kein Licht mehr emittiert werden kann.

Was begeistert Sie an dem Thema?

Ich persönlich finde es sehr aufregend, dass wir tatsächlich und ziemlich direkt im Mikroskop sehen können, was wir im Reinraum hergestellt haben. Als Beispiel: Wir können morgens mit der Epitaxie eine Schichtenfolge für eine LED wachsen. Am Nachmittag können wir uns mit dem Rasterelektronenmikroskop und der Kathodolumineszenz ansehen, ob die Schichten qualitativ hochwertig sind und ob sie bei der gewünschten Wellenlänge emittieren. Am nächsten Tag können wir die Schichtenfolge in unseren Reinräumen prozessieren, das heißt mittels Lithographie strukturieren, tiefätzen, Kontakte aufbringen. Am Nachmittag messen wir dann beispielsweise am Spitzenmessplatz, ob die Prozessierung zur Mikro-LED erfolgreich war.

Es ist einfach ein tolles Gefühl, bei der Herstellung und Analyse alles selbst in der Hand zu haben. Und dank unser exzellenten Charakterisierungsmöglichkeiten können wir uns selbst kleinste Bauteile direkt oder zumindest indirekt ansehen und auswerten.

Wie hilft Ihr Thema, die Grenzen des Messbaren zu verschieben?

Mikro-LED-Arrays mit sehr kleinen Pixeln können zum Beispiel für die Superresolution-Mikroskopie eingesetzt werden. Damit könnte höchst-auflösende Mikroskopie deutlich einfacher und preiswerter möglich werden und viel öfters zum Einsatz kommen. Mit unserer Forschung tragen wir daher etwas zum Thema „ubiquitous sensing“ bei.

Was macht die Mitarbeit im Exzellenzcluster QuantumFrontiers besonders?

In QuantumForntiers sind so viele Arbeitsgruppen mit so viel Knowhow vernetzt, dass man für (fast) jedes Problem einen Ansprechpartner findet. Wenn etwa eine Technologie bei uns in Braunschweig kurzfristig ausfällt, können wir auf unsere Partner innerhalb des Clusters zurückgreifen. Ohne die Hilfe aus Hannover hätten in einem konkreten Fall beispielsweise unsere Proben mehrere Wochen auf den nächsten Prozessschritt warten müssen und unsere Forschung hätte sich massiv verzögert. Diese Zusammenarbeit und Unterstützung innerhalb von QuantumFrontiers schätzen wir sehr!