Neue Forschungsgruppe zu Kupferiodid

An der Universität Leipzig entsteht eine neue, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Forschungsgruppe zu Kupferiodid (CuI). Das Material vereinigt mehrere herausragende, technisch nutzbare Eigenschaften wie optische Transparenz und eine besondere, die p-Typ- Leitfähigkeit.

Diese Leitfähigkeit für sogenannte Löcher oder Defektelektronen wurde in den 1930er Jahren von Rudolf Peierls und Werner Heisenberg in Leipzig entdeckt und stellt die Grundlage von Halbleiter-Dioden dar.

Die Leipziger Physiker und Chemiker wollen zusammen mit Kollegen des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) Halle und der Universität Jena in sieben Teilprojekten ein stark verbessertes Verständnis und eine technologische Kontrolle von Kupferiodid erreichen.

In den kommenden drei Jahren der ersten, mit zwei Millionen Euro von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Phase wollen die Wissenschaftler einen engen Vergleich experimenteller Ergebnisse zu strukturellen, elektronischen und optischen Eigenschaften des Materials mit theoretischen Rechnungen ziehen.

„Wir haben viele Jahre bereits erfolgreich transparente Elektronenleiter untersucht. Kupferiodid ist das dazu passende, bisher bestgeeignete p-Typ-Material für hochleitfähige Kontakte und für Transistoren“, sagt Prof. Dr. Marius Grundmann, der Sprecher der neuen Forschungsgruppe und führt weiter aus:

„Die gemeinsame Arbeit der Wissenschaftler während der Antragsperiode hat bereits einige sehr aufregende neue Erkenntnisse gebracht, beispielsweise die ungewöhnliche Stabilität des Materials gegenüber fehlenden Kupferatomen.“

Die Forschergruppe ist international hervorragend vernetzt durch eine Mercator-Fellowship für den japanischen Ausnahme-Materialforscher Prof. Dr. Hideo Hosono vom Tokyo Institute of Technology, dem Erfinder des Materials für die Bildschirme von iPhones und iPads.

Die strategische Berufung von Prof. Dr. Claudia Schnohr an das Felix-Bloch-Institut für Festkörperphysik der Universität Leipzig bringt eine spezielle Untersuchungsmethode in die Forschungsgruppe ein. Damit werde die Untersuchung amorpher Schichten, also CuI-basierter Materialien ohne kristalline Ordnung, überhaupt erst möglich.

Zunehmend soll die Nutzung von Kupferiodid als multi-funktionaler Halbleiter in elektronischen und photonischen Bauelementen-Prototypen vorangetrieben werden. Fernziel ist die Etablierung einer energieeffizienten Elektronik aus kostengünstigen und leicht verfügbaren Elementen auf Glas- und Polymer-Substrat mit vielfältigen Anwendungen in Displaytechnik und Alltagselektronik sowie Lebenswissenschaften und Medizin.

Kupferiodid wurde von Karl Wilhelm Bädeker erstmalig in Leipzig 1906 als Dünnfilm hergestellt und als das erste transparente und gleichzeitig leitfähige Material erkannt.

Prof. Dr. Marius Grundmann
Felix-Bloch-Institut der Universität Leipzig
Telefon: +49 341 97-32650
E-Mail: grundmann@physik.uni-leipzig.de