Reflectance Difference Spectroscopy of II-VI Compounds

Die gute alte Glühlampe bekommt ernsthafte Konkurrenz: Lichtforscher bauen auf die langlebigen und Strom sparenden Leuchtdioden. Leuchtdioden stecken in vielen Geräten, die wir täglich gebrauchen: in den Armaturenbrettern von Autos, dem Stand-by-Lämpchen des Fernsehers oder auch der Beleuchtung von Displays bei Handys oder Taschenrechnern. Ebenso sind neuerdings viele Verkehrsampeln mit Leuchtdioden bestückt. Die brillieren nicht nur mit farbigem Licht. Sie enthalten auch keinen Glühfaden, der bei Erschütterung brechen oder bei Überhitzung durchbrennen könnte. Leuchtdioden gibt es seit 1962, doch erst 1993 gelang einem japanischen Ingenieur der Durchbruch bei blau leuchtenden Dioden mit einem neuen Material, Galliumnitrid. Endlich konnte man eine rote, eine grüne und eine blaue Diode kombinieren und so das ersehnte Weiß verwirklichen. Riesige Bildschirme aus Leuchtdioden können nun Reklame- oder Musikspots zeigen und das auch im Freien und unter praller Sonne. Ausschlaggebend für die ausgesandte Farbe der Leuchtdioden ist die Beschichtung. Hier gelang Physikern am Institut für Halbleiter- und Festkörperphysik der Linzer Kepler Uni ein entscheidender Schritt: Sie haben ein neues Messverfahren zur Kontrolle der Beschichtung der Dioden bei der Herstellung entwickelt. Möglich wurden die dazu notwendigen Forschungsarbeiten durch ein EU-Projekt, in dem die Uni Linz leitend mitarbeitet. Die EU hat 60 Prozent der Kosten für die 0,8 Millionen Euro (11 Millionen Schilling) teure Maschine übernommen, die seit April vergangenen Jahres an der Linzer Uni steht. Die restlichen Gelder kamen vom Bildungsministerium, vom Zukunftsfonds des Landes Oberösterreich und auch die Uni Linz steuerte gut 70.000 Euro (eine Million Schilling) bei. Auch die Industrie-Multis Aixtron, Thomson und Philips sind an dem Vorhaben beteiligt. Damit eine Leuchtdiode funktioniert, muss das Material (Galliumnitrid, dem noch Aluminium, Silizium und Magnesium beigemengt werden) mit größter Reinheit und in Form von sehr dünnen Schichten von weniger als einem tausendstel Millimeter aufgetragen werden. Die Herstellung geschieht bei 1100 Grad in einer Atmosphäre von reinem Wasserstoff. Dr. Sitter: "Durch die hohen Temperaturen kam als Messverfahren zur Kontrolle des Herstellungsprozesses nur ein optisches Verfahren in Frage. Dabei wird linear polarisiertes - das ist in einer bestimmten Ebene schwingendes - Licht durch Fenster im Reaktor auf die neu entstandenen Schichten gestrahlt und anschließend das reflektierte Licht analysiert. Aus dem linear polarisierten Licht wird beim Durchgang durch die wachsende Schicht so genanntes elliptisch polarisiertes Licht. Aus dieser Veränderung kann man auf die Schichtdicke und deren Zusammensetzung zurückrechnen". Der große Fortschritt des Verfahrens liegt in der hohen Messgenauigkeit. Die Schichtdicken können nun auf ein millionstel Millimeter genau bestimmt werden. Damit ist es möglich geworden, die Fehlproduktion zu verringern. An den Forschungsarbeiten sind vor allem auch Kurt Hingerl, David Stifter und Alberta Bonanni beteiligt. Das Linzer Wissenschafter-Team kann so dazu beitragen, dass Leuchtdioden vielleicht schon bald preiswerter hergestellt werden können und die Glühbirne ganz verdrängen.