Allgemeine Kurzinformation zum Thema:

Neueste Entwicklungen im Bereich unkonventioneller Lithographie auf der Basis von nanostrukturierten Masken (SFB 569, Ulm) erlauben es mittlerweile, nanoskalige Löcher (Durchmesser 10-30 nm, Länge 100-300 nm) in regelmäßiger Anordnung in Silizium herzustellen (siehe Abbildung). Diese Löcher sollen im Rahmen der Diplomarbeit durch Abscheiden unterschiedlicher Metalle (z.B. nass-chemisch oder mittels Laserablation) als Einzelschicht oder Vielfachschicht aufgefüllt werden und ihre Eigenschaften hinsichtlich magnetischer Datenspeicherung bzw. magnetischer Sensorik (unter Ausnützung des Riesenmagnetowiderstandes, "GMR") ausgelotet werden.

Aufgabenstellung:

Lochmasken mit wohldefiniertem Lochdurchmesser und -abstand sollen in einem ersten Schritt unter UHV-Bedingungen mit Kobalt bzw. Kupfer in definierter Weise z.B. durch Laserablation aufgefüllt werden. Zur Erzielung kompakter Schichten müssen zunächst Depositionsparameter wie Laserpulsleistung und Substrattemperatur optimiert werden, was den Einsatz von Röntgendiffraktometrie (XRD) zur strukturellen Charakterisierung sowie abbildende Analysemethoden wie Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM, in Kollaboration mit anderen Gruppen) beinhaltet. Die entstandenen "Nanozylinder" werden weiterhin mittels SQUID-Magnetometrie (im Falle von Kobalt) bzw. mittels Transportmessungen (Kobalt, Kupfer) charakterisiert, wobei Elektroden zur Kontaktierung durch Einsatz konventioneller Lithographie hergestellt werden sollen. Nach Studium des Verhaltens von Einzelschichten sollen Co/Cu/Co Vielfachschichten präpariert werden und ihr Einsatz als GMR-Sensor in CPP-Geometrie (Current Perpendicular to Plane) getestet werden.

Angewandte Techniken:

Die Kandidatin/der Kandidat wird im Rahmen diese Diplomarbeit eine Vielzahl von modernen Präparations- bzw. Analysemethoden erlernen wie z.B. Pulsed Laser Deposition (PLD) unter Ultrahochvakuum (UHV)-Bedingungen, optische bzw. Elektronenstrahl-Lithographie, Röntgendiffraktometrie (XRD), Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Photoelektronenspektroskopie (XPS), SQUID-Magnetometrie, Transportmessungen in einem 5T-Magnet (4-300K).