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Supply chain for power electronic devices based on novel semiconductor material aluminum nitride – made in Germany
Electromobility, energy supply, automation, and broadband communication – especially in the light of digital transformation and climate change – are opening up new opportunities for European research to take lead in international competition. Semiconductor technology in particular currently offers major levers not only for securing technological sovereignty in the field of power electronics, but also becoming the pacemaker of an entire industry. Pole Position for Aluminum Nitride A new semiconductor technology based on aluminum nitride (AlN) for power electronic transistors as well as millimeter-wave radio-frequency circuits has the potential to significantly reduce losses in electrical energy conversion and high frequency transmission. In power electronics, conventional silicon devices are currently being…
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The Perfect Match – (U)WBG Semiconductors and Information Technology are Revolutionizing Power Electronics
Wide-bandgap (WBG) semiconductor technology and artificial intelligence together are revolutionizing power electronics. A new class of intelligent power electronic systems is unlocking new performance and application areas. The high demands of system development impact the entire power electronics value chain. Specifically, this applies to semiconductor materials and devices as well as packaging and module technology. Extreme operating and environmental conditions demand maximum reliability and ultra-high performance. At PCIM Europe 2024, Fraunhofer IISB, Fraunhofer ISIT and Fraunhofer IMS together present the entire value chain for next-generation power electronics. All-electric Society In power electronics, a fundamental change is happening. Two very dynamic sectors are currently automotive electronics and energy technology. In both…
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Bundesweiter Schulwettbewerb »Wer züchtet den schönsten Kristall?« – Das sind die Gewinner im Schuljahr 2023/2024!
Im 3. bundesweiten Schulwettbewerb »Wer züchtet den schönsten Kristall?« stand die Fachjury des Fraunhofer IISB vor der Qual der Wahl: Über 2500 Schülerinnen und Schüler von 150 Schulen aus ganz Deutschland reichten ihre selbstgezüchteten Kristalle zur Beurteilung ein. Die Gewinnerteams wurden im Rahmen der Deutschen Kristallzüchtungstagung 2024 am 7. März in Erlangen ausgezeichnet. Den ersten Platz erzielte wieder das Theodor-Fliedner-Gymnasium Düsseldorf. Die Staatliche Realschule Dettelbach belegte den zweiten Platz. Gleich drei Schulen teilen sich den dritten Platz: die Oberschule Wiefelstede, das Louise-Schröder-Gymnasium München und das Albert-Schweitzer-Gymnasium Erfurt. Den Sonderpreis für den größten Kristall gewann das Max-Planck-Gymnasium München. Der Wettbewerb wurde vom Fraunhofer IISB, der Deutschen Gesellschaft für Kristallwachstum und Kristallzüchtung…
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Konsortialprojekt BALU entwickelt Fertigungstechnologien für preisgünstige und sichere Aluminium-Ionen-Batterien
Im Verbundprojekt »BALU – Fertigungstechnologie für Batteriezellkonzepte auf Basis der Aluminium-Ionen-Technologie« entwickelt ein Konsortium aus Forschungseinrichtungen und spezialisierten Industrieunternehmen die Aluminium-Graphit-Dual-Ionen-Batterie (AGDIB) weiter. Aufgrund der hohen Leistungsdichte besitzt die AGDIB-Technologie ein großes Potential im Bereich hochdynamischer Lastanforderungen und könnte hier eine Alternative zu kosten- und materialintensiven Lithiumbatterien sein. Das Projekt verfolgt das ehrgeizige Ziel, die Herstellung der AGDIB-Zellen vom Labormaßstab auf industriekompatible Produktionsbedingungen zu übertragen. Neben dem Transfer der neuen Batterietechnologie spielen dabei ausdrücklich ökologische Überlegungen, wie z.B. der Verzicht auf kritische Rohstoffe, die umweltverträgliche Herstellung oder eine spätere Wiederverwertung, eine Rolle. Das Projekt BALU wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms »Batterie2020Transfer« gefördert. Zu…
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Schulkinder für Wissenschaft begeistern: Kristallprojekt mit dem Fraunhofer IISB an der Montessori Schule Herzogenaurach
Schülerinnen und Schüler der Montessori Schule Herzogenaurach begeben sich auf eine spannende Reise in die Welt der Kristalle. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IISB in Erlangen veranstaltet die Schule im Rahmen des MINT-Unterrichts (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) die Kristall-Projektwoche. Die Kinder erarbeiten sich Wissen über diese einzigartigen Materialien und ihre Bedeutung für unser modernes Leben. Das Highlight: Die Nachwuchstalente übernehmen selbst die Rolle von Forscherinnen und Forschern und züchten ihre eigenen Alaun-Kristalle. Dabei stehen ihnen Dr. Christian Reimann, Leiter der Gruppe »Silizium und Spezialmaterialien« und Michael Lang, Techniker am Fraunhofer IISB, als passionierte Kristall-Experten mit Fachwissen und Laborausrüstung zur Seite. Kristalle – von außen schön, von innen besonders Ob in…
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Unique X-ray Topography Based Defect Characterization for SiC Wafers Honored with Georg Waeber Innovation Award 2023
A cross-organizational team from Rigaku SE and Fraunhofer IISB has established a new semiconductor material characterization method in their jointly operated Center of Expertise for X-ray Topography in Erlangen, Germany. They succeeded not only in developing an industry-ready X-ray topography system, but also in employing defect detection and quantification algorithms, achieving a worldwide unique material characterization method for silicon carbide (SiC) wafers. SiC is an excellent semiconductor for application areas like electric mobility and transportation, sustainable energy supply, industrial infrastructure up to sensors and quantum technologies even under harsh operating conditions. As representatives for the whole research team, Dr. Kranert and Dr. Reimann from Fraunhofer IISB and Dr. Hippler, Managing…
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Charakterisierungsverfahren für SiC-Wafer mittels Röntgentopographie mit Georg-Waeber-Innovationspreis 2023 ausgezeichnet
Ein Forschungsteam der Rigaku SE und des Fraunhofer IISB hat gemeinsam eine einzigartige, industrietaugliche Charakterisierungsmethode für Halbleitermaterialien realisiert. Dabei wurde erstmalig der Aufbau des Röntgentopographiesystems mit der Entwicklung entsprechender Algorithmen zur Fehlererkennung und -quantifizierung kombiniert. Das Verfahren eignet sich optimal für Siliziumkarbid (SiC) – ein exzellenter Halbleiter für Bereiche wie Elektromobilität und Transport, nachhaltige Energierversorgung, industrielle Infrastruktur bis hin zu Sensoren und Quantentechnologien. Die Wissenschaftler Dr. Kranert und Dr. Reimann vom Fraunhofer IISB sowie Dr. Hippler, Geschäftsführer Rigaku Europe SE, wurden für diese Leistung mit dem Georg-Waeber-Innovationspreis 2023 des Förderkreises für die Mikroelektronik e.V. ausgezeichnet. Als »Center of Expertise for X-ray Topography« betreiben Rigaku SE und das Fraunhofer IISB am…
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Weltraumtaugliche Sensortechnologie mit Siliziumkarbid: UV-Dioden auf Mars-Mission
Geht es um besonders verlustarme Halbleiterbauelemente und hocheffiziente Leistungselektronik, führt heute kein Weg mehr vorbei an Siliziumkarbid (SiC). Das Wide-Bandgap-Halbleitermaterial SiC ist dem konventionellen Silizium in vielen Belangen überlegen und erobert immer neue Anwendungsbereiche, beispielsweise in der Optoelektronik, Sensorik oder Festkörper-Quantenelektronik. Selbst im Weltraum kann SiC mittlerweile seine überragenden physikalischen Eigenschaften beweisen: Bei der aktuellen NASA-Mission MARS2020 ist eine SiC-UV-Photodiode der Berliner Firma sglux mit an Bord. Der SiC-Chip mit den Heterostrukturen für die UV-Photodiode wurde am Fraunhofer IISB in Erlangen auf der institutseigenen CMOS-Linie prozessiert. Seit der Landung des Mars-Rovers Perseverance auf der Marsoberfläche am 18. Februar 2021 funktioniert die SiC-Photodiode absolut zuverlässig unter extremen Umweltbedingungen. Der UV-Sensor ist…
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Sensor Technology with Silicon Carbide for Use in Space: UV Diodes on Mars Mission
When it comes to particularly low-loss semiconductor components and highly efficient power electronics, there is no way around silicon carbide (SiC) today. The wide-bandgap semiconductor material SiC is superior to conventional silicon in many respects and is conquering more and more new areas of application, for example in optoelectronics, sensor technology or solid-state quantum electronics. Even in space, SiC demonstrates its outstanding physical properties: A SiC UV photodiode from the Berlin-based company sglux is on board the current NASA mission Mars 2020. The SiC chip with the heterostructures for the UV photodiode was processed at Fraunhofer IISB in Erlangen on the institute’s own CMOS line. Since the Mars rover “Perseverance”…
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Mitmachen beim Schulwettbewerb „Wer züchtet den schönsten Kristall?“ und tolle Preise gewinnen!
Wir rufen für das Schuljahr 2023/2024 zum 3. deutschlandweiten Schülerwettbewerb „Wer züchtet den schönsten Kristall?“ für Schülerinnen und Schüler der 5. – 13. Jahrgangsstufe auf. Mit einfachen Mitteln und ein wenig Geduld sollen schöne und große Kristalle aus einer wässrigen Lösung „gezüchtet“ werden (so nennt man die Kristallherstellung). Zeit ist bis zum 15. Dezember 2023. Danach wählt eine Jury die schönsten Kristalle aus. Die Sieger werden bei einer feierlichen Preisverleihung im Rahmen der Deutschen Kristallzüchtungstagung im März 2024 in Erlangen prämiert. Fast jede Substanz kommt in kristalliner Form vor. Beispiele sind Salz, Zucker, Arzneimittel, Metalle – aber auch Nierensteine. So sind über 98 % der festen Erde kristallin. Natürliche Kristalle kennen wir als Mineralien. Sie…
