Für den Halbleiterstandort Deutschland arbeiten Forschende des Instituts für Angewandte Physik an neuartigen Materialien für die Leistungs- und Mikroelektronik. Unter anderem mit dem vor einigen Jahren gegründeten Forschungslabor Mikroelektronik zur Entwicklung von Materialien der Leistungselektronik (ForLab Mat4μ) wurden dafür beste Bedingungen geschaffen. Zwischen 2019 und 2022 sind in das Projekt mehr als eine Million Euro an Bundesmitteln geflossen. Deutschlandweit existieren zwölf solcher universitärer Forschungslabore Mikroelektronik, die eng zusammenarbeiten.

Im Verbund mit weiteren akademischen und industriellen Partnern können neben der Herstellung im Reinraum die Bauelemente auch mit unterschiedlichen spektroskopischen Methoden untersucht werden. Die Forschenden beschäftigen sich damit, Defekte in Halbleiter-Wafern zu charakterisieren und Testbauelemente praxisnah darauf zu integrieren. Mit diesen Forschungen wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in einem frühen Stadium der Materialentwicklung Aussagen darüber treffen, wie bestimmte Defekte die Funktionalität der späteren Bauelemente beeinflussen.

Leistungselektronische Bauelemente werden beispielsweise in Solar- und Windkraftanlagen sowie auf dem Gebiet der Elektromobilität eingesetzt. Ziel der Untersuchung der Halbleitermaterialien ist es, die elektrischen Verluste zu minimieren, höchste Wirkungsgrade zu erzielen und Bauelemente langlebiger und effektiver herzustellen. So wird es möglich, Ressourcen zu sparen. 

Erkenntnisse, wie sie im Freiberger Forschungslabor gewonnen werden, vereinfachen den Einstieg neuer Materialien in die Technologie und verkürzen den Innovationszyklus bei deren Entwicklung. Dieser Ansatz der Halbleitermaterialforschung bis hin zur Realisierung in Bauelementen findet auch Eingang in die Entwicklung effizienterer Solarzellen oder neuartiger Dotierungsmethoden in der Quanten- und Nanoelektronik.