Die Verfügbarkeit von defektarmen GaN-Substraten ist Voraussetzung dafür, um beispielsweise darauf blaue Laserdioden mit ausreichenden Lebensdauern herstellen zu können, so dass diese dann in den DVD-Spielern der nächsten Generation eingesetzt werden können. Deshalb werden weltweit große Anstrengungen unternommen, um eine industriell einsetzbare Technologie zur Herstellung von GaN-Substraten zu entwickeln. Mehrere Forschergruppen treiben das sogenannte HVPE-Verfahren (Hydride Vapor Phase Epitaxy) voran. Bei der HVPE-Methode reagiert gasförmiges Galliumchlorid bei Temperaturen zwischen 1000°C und 1100°C in der Nähe eines GaN-Keims mit einströmendem Ammoniak unter Freisetzung von Chlorwasserstoff zu GaN.

Die Forscher vom Fraunhofer IISB in Erlangen setzen im Rahmen eines vom BMBF geförderten Vorhabens dagegen auf ein anderes Verfahren, das sogenannte LPSG-Verfahren (Low Pressure Solution Growth). Bei der Erlanger Technologie wird unter Umgebungsdruck Stickstoff, der beispielsweise aus der Gasphase in Form von Ammoniak angeboten wird, in einer zwischen 800°C und 1000°C heißen Gallium-haltigen Schmelze gelöst und kontrolliert zu GaN auskristallisiert.

Herr Hussy ist innerhalb des GaN-Teams des Fraunhofer IISB verantwortlich für die Prozessentwicklung. Durch seine systematischen Untersuchungen zum Einfluss der Gaszusammensetzung, der Temperaturführung und des Lösungsmittels ist es erstmalig gelungen, Prozessbedingungen zu identifizieren, unter denen die Herstellung von transparenten und qualitativ hochwertigen GaN-Templates nach der LPSG-Technik möglich ist. Diese GaN-Templates bestehen aus einem 2“-Saphirsubstrat mit einer dünnen GaN-Keimschicht, auf der dann homoepitaktisch eine 10-30µm dicke GaN-Schicht nach der LPSG-Technik aufwächst.

Der Hauptvorteil der LPSG-Technologie gegenüber dem HVPE-Verfahren liegt darin, dass die Wachstumsbedingungen näher am thermodynamischen Gleichgewicht sind und deshalb geringere Defektdichten in dem LPSG-Material zu erwarten sind. Dies wird auch durch Untersuchungen bestätigt, die an dem von Herrn Hussy hergestellten Material durchgeführt wurden. Demnach findet eine eindeutige Abnahme der Defektdichte um etwa den Faktor 10-100 verglichen mit der Defektdichte in der Keimschicht statt.

Der Forschungspreis der DGKK wird für herausragende wissenschaftliche Leistungen von Nachwuchswissenschaftlern ausgeschrieben und ist mit 2500 Euro dotiert. Bei der Beurteilung durch die Jury werden insbesondere der erzielte Erkenntnisfortschritt im Bereich der Kristallzüchtung und des Kristallwachstums berücksichtigt. Die DGKK ist mit 450 Mitgliedern eine der stärksten nationalen Vereinigungen auf dem von ihr abgedeckten Fachgebiet.