Projektdaten

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Metrologie und Nanofabrikation - Modellierung, Simulation und Charakterisierung

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Zukunftstechnologien der Mikroelektronik, Nanotechnologie, Medizintechnik, Biotechnologie, Quantentechnologien und Einzelatom­Prozessverfahren erfordern vermehrt den alternativlosen Einsatz von Rastersondenmikroskopieverfahren (Scanning Probe Microscopy, SPM) für die Charakterisierung und die Manipulation unterschiedlichster Materialoberflächen - im Extremfall auf atomarer Ebene. Grundvoraussetzung hierfür sind neuartige Sensoren und Sensorsysteme. Im Zentrum des geplanten Vorhabens stehen die photonischen Rastersonden in Gestalt von sogenannten aktiven Cantilevern (integrierte piezoresistive Auslese und elektro-thermo-mechanischer Aktuation) mit Multifunktionsspitzen aus Diamant, die auch mit magnetfeldsensitivem Diamant als Quantenmaterial ausgestattet sind (Stickstoff-Fehlstellenzentrum, "NV-Zentren"). Die Weiterentwicklung der o.g. Zukunftstechnologien benötigt auch die Weiterentwicklung und Bereitstellung von Analyse- und Syntheseverfahren, welche mit den zunehmenden Anforderungen Schritt halten. Eine bedeutende Rolle spielt hierfür die Rastersondenmikroskopie mit ihren vielfältigen Varianten bzw. Messmoden. Insbesondere AFM (Atomic Force Microscopy, Rasterkraftmikroskopie) als Untergruppe der SPM bietet eine Vielzahl an Analyseverfahren und Bildgebung der Oberflächentopographie. Weiterhin ermöglicht AFM sogar Oberflächenmanipulation als Field- Emission-Scanning-Probe-Lithography (FE-SPL) oder Single-Ion­Implantation (SII), welche der Antragsteller nano analytik GmbH entwickelt hat und erfolgreich am Markt etablieren konnte, vgl. [www.nanoanalytik.net]. Fast alle kommerziell verfügbaren AFM nutzen bisher passive Cantilever. Der Antragsteller nano analytik GmbH hat sich auf die Entwicklung von aktiven Cantilevern fokussiert, welche viele beträchtliche Vorteile gegenüber dem üblichen Ausleseverfahren der "Optischen Beam- Deflexion" (OBD) bei passiven Cantilevern bieten.