Dr. rer. nat. Moshe Weizman

Der HZB-Physiker untersuchte in seiner Promotion die Eigenschaften laserkristallisierter polykristalliner SiGe-Schichten für Dünnschichtsolarzellen

Geboren am 9. Februar 1976 in Jerusalem. Seinen B.Sc. erlangte er im Fach Physik an der Hebräischen Universität Jerusalem, die Diplomarbeit schrieb er an der TU Berlin. Ein Stipendium der Deutschen Bundesstiftung Umwelt ermöglichte es ihm, die Promotion am Hahn-Meitner-Institut Berlin, heutiges Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie, unter der Leitung von Priv. Doz. Dr. Norbert. H. Nickel abzulegen.

Im Rahmen dieser Arbeit untersuchte er die strukturellen, elektrischen und optischen Eigenschaften laserkristallisierter polykristalliner SiGe-Schichten für Dünnschichtsolarzellen. Die von der Fakultät II, Mathematik und Naturwissenschaften, der technischen Universität Berlin, mit "sehr gut" bewertete Dissertation wurde für den Adlershofer Dissertationspreis 2008 vorgeschlagen.

Zur Zeit leitet er ein Gemeinschaftsprojekt zwischen Industrie und dem Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie zur Weiterentwicklung von siliziumbasierenden Dünnschichtsolarzellen.

Sein Forschungsgebiet:

Polykristalline Silizium-Germanium (SiGe)-Legierungen sind ein vielversprechendes Material für Dünnschichtsolarzellen. Polykristalline SiGe-Schichten lassen sich elegant durch Kristallisation amorpher Schichten mittels eines UV-Lasers herstellen. Im Rahmen der Dissertation von Herrn Weizman wurden solche Schichten gefertigt und mit einer Vielzahl von Methoden untersucht. Zum Einsatz kamen unter anderem Rasterelektronenmikroskopie (REM), Kraftmikroskopie (AFM), Energiedispersive Röntgenanalytik (EDX), photothermische Deflektionsspektroskopie (PDS), Elektronenspinresonanz (ESR), zeitaufgelöste in situ Leitfähigkeitsmessungen (TRC) und Hall-Effekt-Messungen.

Hierbei zeigte sich, dass die Laserkristallisation von SiGe zu zwei erstaunlichen Phänomenen führt. Zum einen kommt es bei SiGe-Schichten mit einem Germaniumgehalt zwischen 30% und 70% während der Laserkristallisation zur Ausbildung selbstorganisierter Strukturen in Form von Hügeln bzw. Wellen auf der Oberfläche. Diese besitzen eine genau definierte Periodizitätslänge und sind zudem mit einer periodischen Variation der Legierungszusammensetzung verknüpft. Zum zweiten weisen viele der laserkristallisierten poly-SiGe-Schichten eine, im Vergleich zu reinem laserkristallisierten Silizium, um viele Größenordnungen höhere spezifische Leitfähigkeit auf.

Diese Effekte, deren physikalischer Ursprung im Rahmen einer Promotionsarbeit ergründet wurde, und die mögliche prozesstechnische Kontrolle eröffnen neue Perspektiven für die Verwendung laserkristallisierter poly-SiGe-Legierungen in neuartigen großflächigen elektronischen Bauelementen wie Dünnschichtsolarzellen und Feldemissions-Flachbildschirmen.

Kontakt: E-Mail: weizmann@helmholtz-berlin.de