Abteilungsbericht 1998 der Abteilung Festkörperphysik der Universität Ulm

Gehe zum Inhalt * vorherigen Abschnitt * nächsten Abschnitt

II. Mikro- und Nanostrukturen: Präparation und Charakterisierung

Schon in der kurzen Einleitung zu Kapitel I wurde erwähnt, daß einer der großen Vorteile dünner Filme in ihrer lateralen und vertikalen Strukturierbarkeit besteht. Im einfachsten Fall kombiniert man die Filmherstellung mit Standardlithographieverfahren, um ebene Strukturen zu präparieren. In unserem Fall werden hierzu die Photolithographie für Strukturgrößen von bis zu 1 m m, und die Elektronenstrahllithographie für den Sub-m -Bereich eingesetzt. Der jeweilige Ätzschritt erfolgt entweder naßchemisch unter Ausnützung selbstlimitierender Mechanismen oder durch Ionenstrahlätzen. Erforderlich für den Subm -Bereich ist auf alle Fälle das Arbeiten in einem Reinraum, der deshalb nachfolgend ebenfalls kurz vorgestellt werden soll.

Während die oben erwähnten Strukturierungsmethoden die klassische "von-oben-nach-unten" Route darstellt, wobei man von größeren zu immer kleineren Strukturen kommt, kann man sich natürlich auch den umgekehrten Weg vorstellen, den Aufbau von Subm -Strukturen aus kleineren Einheiten. Im Extremfall können diese Einheiten Atome oder Moleküle sein, welche mit geeigneten Werkzeugen zu größeren Strukturen arrangiert werden. Mit dem Werkzeug der Rastertunnelspitze wurde dieser Weg als prinzipiell gangbar demonstriert und er wird weltweit weiter ausgebaut. Ein Nachteil dabei ist sicherlich die bisherige sequentielle Vorgehensweise, die den Aufbau großflächiger Strukturen langwierig macht.

Eine alternative Methode baut auf makromolekularen Einheiten auf und nutzt Prinzipien der Selbstorganisation. Ein Weg, auf dieser Basis neue Maskentechniken zu entwickeln, wird im folgenden beschrieben. Er wurde in enger Zusammenarbeit mit der Abteilung "Organische Chemie II" in Ulm entwickelt.

Die alleinige Präparation von Strukturen im Mikro- und Nanometerbereich reicht nicht aus, man muß ihre Größe und Anordnung auch kontrollieren und ihre physikalischen Eigenschaften bestimmen können. Zum Standardinstrumentarium hierzu gehören die bereits erwähnten Raster-Tunnel- und –Kraft-Mikroskopien (STM/AFM). Eine entsprechende Arbeitsgruppe wurde in den letzten drei Jahren in der Abteilung aufgebaut, die sich nicht nur auf kommerziell erhältliche Instrumente stützt, sondern auch Eigenentwicklung betreibt.

Beginnend mit den STM/AFM-Methoden sollen die angesprochenen Felder der Mikro- und Nanostrukturierung, die inzwischen einen weiteren Schwerpunkt der Abteilung ausmachen, dargestellt werden.

Inhalt * Vorheriger Abschnitt * Nächster Abschnitt