Dr. Lutz Kirste erfolgreich habilitiert

Dr. Kirste studierte Mineralogie an der RWTH Aachen und schloss sein Studium 1998 mit Auszeichnung ab. Anschließend setzte er seine wissenschaftliche Ausbildung als wissenschaftlicher Mitarbeiter und Promotionsstudent am Freiburger Materialforschungszentrum (FMF) fort, bevor er 2001 an das Fraunhofer IAF wechselte. Seine Promotion zum Dr. rer. nat. an der Universität Freiburg über das Wachstum und die Realstruktur epitaktischer (Al,Ga)N-Schichten verteidigte er 2003 mit Auszeichnung. Bereits während seiner Promotionszeit begann die bis heute bestehende wissenschaftliche Zusammenarbeit mit dem IHPP PAS.

Fortschrittliche Methoden zur Defektanalyse von GaN-Substraten

Die Habilitation basiert auf der Publikationsreihe »Advanced Bragg Diffraction Imaging of Defects in GaN Substrates for High-Power Electronics«. Im Mittelpunkt stehen die Entwicklung und Anwendung fortschrittlicher Bragg-Diffraction-Imaging-Methoden (Röntgentopographie-Methoden) zur Untersuchung von Defekten und Gitterverzerrungen in GaN-Volumenkristallen und -Substraten. Mithilfe von Labor- und Synchrotronverfahren konnten sowohl großflächige Defektstrukturen abgebildet als auch lokale Gitterverzerrungen mit hoher Auflösung im Submikrometerbereich quantitativ bestimmt werden. Ein besonderer Schwerpunkt lag auf der Anwendung von Synchrotron Rocking-Curve Imaging (RCI), um Defektstrukturen in GaN detailliert und quantitativ zu charakterisieren.

Eine zentrale Erkenntnis dieser Arbeiten ist, dass die Wahl der Keimkristalle die strukturelle Qualität von GaN entscheidend beeinflusst. Der Vergleich verschiedener Wachstumsverfahren zeigt, dass die Verwendung nativer GaN-Keime eine besonders hohe Kristallqualität und sehr niedrige Versetzungsdichten ermöglicht. Darüber hinaus konnten dynamische Beugungsphänomene, wie der Borrmann-Effekt und Kato-Fringes, in hochqualitativen GaN-Kristallen erstmals nachgewiesen und für die strukturelle Bewertung genutzt werden. Auch bestimmte Defekttypen wie z.B. der »Honeycomb Defect« wurden in GaN erstmals beobachtet. Die Ergebnisse schaffen somit wichtige Grundlagen für die Charakterisierung und Weiterentwicklung hochwertiger GaN-Substrate für die zukünftige GaN-on-GaN-Leistungselektronik.

»Mich fasziniert immer wieder, wie eng die strukturellen Eigenschaften eines Materials mit den Eigenschaften der daraus gefertigten Bauelemente zusammenhängen. Dieses Verständnis hilft uns, GaN-Substrate gezielt weiterzuentwickeln und damit die Grundlage für leistungsfähigere und zuverlässigere Leistungselektronik zu schaffen«, fasst Dr. Lutz Kirste seine Begeisterung für seine Forschung zusammen. Mit seiner erfolgreichen Habilitation setzt Dr. Kirste einen weiteren wichtigen Meilenstein in seiner langjährigen wissenschaftlichen Arbeit auf dem Gebiet der strukturellen Analyse von Halbleitermaterialien.