Siliziumcarbid (SiC) ist der führende Halbleiter der dritten Generation und allgegenwärtig sowohl in der Antriebselektronik von Elektrofahrzeugen als auch in Hochspannungswechselrichtern für den Stromtransport. Durch stetige Materialverbesserungen wurde kürzlich auch das Quantenzeitalter mit SiC eingeläutet. Typische Quantensysteme im SiC sind optisch aktive Elektronenspins (Farbzentren), ähnlich denen im Diamanten. Entscheidende Vorteile von SiC sind die Materialverfügbarkeit und die Möglichkeit, elektro-optische Strukturierungen auf Wafern durchzuführen.

Um das Potenzial von SiC auszuschöpfen, ist es unerlässlich, die Kooperation zwischen Forschung und Industrie zu verbessern. Dazu trafen sich vom 28. bis 31. Juli 2024 rund 80 Forschende im Physikzentrum in Bad Honnef. Das Programm bestand aus 33 Vorträgen und 31 Postern und bot neben „Hochkarätern“ auch sehr vielen Nachwuchsforschern eine Bühne. Teilnehmende aus Amerika, Asien, Australien und Europa nahmen dafür lange Anreisen auf sich. Die ersten Sitzungen zeichneten einen externen Rahmen für die Technologie, mit Vertretern der Europäischen Kommission, von SiC-Firmen und –Startups sowie Herausgebern von Springer Nature. Die weiteren Sitzungen deckten die Materialwissenschaft und Anwendungen ab.

Als Ergebnis des Seminars lässt sich festhalten, dass SiC ideal geeignet ist, um die elektrische Ladungsumgebung von Farbzentren zu kontrollieren, was zu höheren Kohärenzzeiten führt. Quantensensoren lassen sich elektrisch betreiben, was anwendungsrelevant ist. Industrie und Forschung streben gemeinsam Materialverbesserungen an, um höhere Spannungen zu schalten und Kohärenzzeiten zu erhöhen. Für die Langzeitperspektive der Quantentechnologie ist eine Anreicherung des Isotops Silizium-28 nötig; entsprechende Anlagen sind in den USA und Deutschland im Aufbau. Auf EU-Ebene ist SiC prominent in der „Strategic Research and Innovation Agenda“ erwähnt, und eine starke Förderung ist im Rahmen des Chips-Acts verankert.

Die Teilnehmenden lobten die ungezwungene Atmosphäre, welche einen regen Austausch über alle Karrierestufen ermöglichte. Zudem haben sich Vorab-Besprechungen der Organisatoren mit den Vortragenden bewährt, da die Vorträge daher gut aufeinander abgestimmt waren.

Wir bedanken uns besonders bei der WE-Heraeus-Stiftung für die fantastische Unterstützung und die perfekte Administration des Seminars.
 

Dr. Florian Kaiser, LIST, Luxemburg

Prof. Dr. Petr Siyushev, U Hasselt, Belgien

Dr. Vadim Vorobyov, U Stuttgart