Neue Impulse für die Halbleiterforschung

6. Juni 2025

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert ab Oktober 2025 den neuen Sonderforschungsbereich (SFB) 1719 „ChemPrint – Gedruckte Halbleiter der nächsten Generation: Ingenieurskunst auf atomarer Ebene mittels molekularer Oberflächenchemie“ an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ein. Auch das Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien (HI ERN) ist mit drei Projekten am SFB beteiligt.

Ressourcenschonende Halbleiter der Zukunft

Ziel des SFB ist die Entwicklung energie- und ressourcenschonender Halbleitermaterialien. Diese werden in vielen alltäglichen und industriellen Anwendungen wie in Smartphones, Haushaltgeräten, E-Autos aber auch in der Photovoltaik verwendet. Die Forschenden planen, durch maßgeschneiderte chemische Synthese- sowie Abscheideverfahren druckbare Halbleitermaterialien zu entwickeln. Im Gegensatz zur konventionellen Methode der Abscheidung aus der Gasphase soll die Abscheidung hier aus einer flüssigen Lösung unter milden Bedingungen erfolgen. Auf diese Weise sollen die üblicherweise gut kontrollierbaren chemischen Synthesen auf Oberflächen übertragen werden. Die Beteiligten wollen erforschen, welche Materialien sich für diese neu zu entwickelnden chemischen Verfahren eignen, welche Defekte in den regelmäßigen Strukturen erwartet werden, wie diese minimiert werden können und welche Eigenschaften aus dem Vorhandensein der Defekte folgen oder gar gezielt genutzt werden können.

Mehrere Forschungsgruppen des HI ERN bringen ihre Expertise in ChemPrint ein: Das Team rund um Dr. Ian Marius Peters erforscht neue Abscheidungstechniken zur selektiven Beschichtung und Entfernung von Funktionsschichten in Perowskit-Solarzellen. Dabei wird auch die wirtschaftliche Umsetzbarkeit bewertet. Die Ergebnisse dienen der Definition von Anforderungen für Materialien und Prozesse im Gesamtprojekt.

Die Abteilung "Dynamik kompexer Fluide und Grenzflächen" von Prof. Jens Harting widmet sich mit Hilfe von Computersimulationen der physikalischen Prozesse, die ideale Wachstumsbedingungen ermöglichen. Ziel ist es, parasitäre Prozesse wie ungewollte Keimbildung durch die gezielte Wahl von Prozessparametern und Lösungsmitteln zu vermeiden. Hoch aufgelöste Phasenfeldsimulationen sollen zur Optimierung der Beschichtungsprozesse beitragen.

Die Abteilung "Röntgenspektroskopie an Grenzflächen dünner Schichten" unter der Leitung von Prof. Marcus Bär untersucht das Wachstum und die Eigenschaften von defekttoleranten funktionalen Halbleitermaterialien mit Hilfe modernster Röntgenspektroskopie. Ziel ist es, Methoden der Oberflächen- und Grenzflächenforschung weiterzuentwickeln, um anwendungsrelevante Heterostrukturen präzise zu analysieren und so das Verständnis für die chemische Zusammensetzung und elektronische Struktur auf atomarer Ebene zu vertiefen.

DFG stärkt Spitzenforschung

Mit 13 neuen Sonderforschungsbereichen stärkt die DFG ab Oktober 2025 die universitäre Spitzenforschung. Insgesamt stehen rund 177 Millionen Euro für die erste Förderphase von drei Jahren und neun Monaten zur Verfügung. SFBs ermöglichen interdisziplinäre, langfristige Forschungsverbünde mit einer Laufzeit von bis zu zwölf Jahren. Ab Oktober 2025 werden insgesamt 262 SFBs gefördert.