Hochauflösendes Rasterelektronenmikroskop mit Lithographie
Final Report Abstract
Das dual-beam SEM-FIB Mikroskop wird verwendet, um Nanostrukturen herzustellen. Der fokussierte Ga+ Ionenstrahl rastert dabei über die Oberfläche einer Probe und trägt dabei eine gewisse Ladungsdosis ein. Abhängig von der Höhe dieser Dosis können die Eigenschaften des exponierten Materials stark verändert werden. Der Effekt kann von der Implantation von Ga+ Ionen bis hin zum völligen Abtragen des Materials reichen. In einem Projekt wird die Tatsache ausgenutzt, dass Ga+ Ionen die magnetischen Eigenschaften eines magnetischen Materials stark verändern kann. So ist es nicht nötig, das magnetische Material vollkommen abzutragen, um magnetisch isolierte Bereiche und Strukturen zu erzeugen. Darüber hinaus ist es von Interesse zu untersuchen, wie die eingeschränkten Geometrien die magnetische Struktur eines Materials beeinflussen können. Das FIB wurde hier verwendet, um nanostrukturierte Elemente von verschiedenen Größen und Formen auf die Oberfläche einer magnetischen Probe herzustellen. Der Vorteil des FIB-Systems ist, dass die Belichtung von vorgegebenen Strukturen (mit zusätzlichen Parametern, wie der Belichtungsdosis und Strahlenergie) automatisch ausgeführt werden kann. Außerdem kann nach der Belichtung das Resultat in-situ überprüft werden, indem ein weniger invasiver Elektronenstrahl zur Rasterelektronenmikroskopie verwendet werden kann. Ein Beispiel einer typischen Struktur, die so hergestellt wird, ist als Anlage beigefügt. Die ionenstrahlassistierte Deposition von Metallen (GIS) kann dafür benutzt werden, um Mikrostrukturen elektrisch anzukontaktieren, die für übliche Prozesse von Photo- oder Elektronenstrahllithographie ungeeignet sind. Zur Verfügung stehen die Metalle Wolfram, Platin und Palladium. Ein Projekt in Zusammenarbeit mit dem Max Planck Institut für Polymerforschung ist die Messung der Anisotropie von elektrischen Transporteigenschaften in Bezug auf verschiedene Kristallachsen von 4O-Spiro-, 8CN-Spiround 4CN-Spiro-Verbindungen. Diese Kristalle reagieren empfindlich auf Lösemittel, sodass übliche Lithographieprozesse ausgeschlossen sind. Eine elektrische Ankontaktierung ist per GIS möglich. Hierfür wird zunächst mit dem fokussierten Ionenstrahl ein Teil der Oberfläche abgetragen, sodass mögliche Kontaminierungen, beispielsweise durch Kohlenwasserstoffe, gereinigt werden. Anschließend kann mit der ionen- und/oder elektronenstrahlassistierten Deposition eine Metallschicht aufgebracht werden, die durch den Kontakt mit vorgefertigten Metallstrukturen auf einem Substrat den Kristall mit einer Strom-/Spannungsquelle verbindet. Zusätzlich kann diese Form der Metalldeposition genutzt werden, um andere Systeme elektrisch anzukontaktieren, z.B. graphitische Mikroscheiben.
Publications
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