Lokale elektroneninduzierte Oxidation von dünnen Schichten aus amorphem Kohlenstoff
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Laut Antrag sollte diese Arbeit „zum physikalisch-chemischen Verständnis der mikroskopischen Vorgänge der lokalen, elektroneninduzierten Oxidation von a-C-Schichten beitragen, indem die lokale Oxidation im STM in Abhängigkeit verschiedener Parameter quantitativ untersucht wird". Dieses Ziel wurde erreicht, indem insbesondere die elektrisch induzierte Reaktion des Kohlenstoffes mit dem durch die Luftfeuchte zur Verfügung stehenden Wasser beleuchtet werden konnte. Nebenbei und eher unbeabsichtigt wurde auch ein wirkungsvolles und gleichzeitig technologisch einfaches Verfahren zum reproduzierbaren großflächigen Ätzen von Kohlenstoffschichten entwickelt, welches bei Verwendung konventioneller Foto- oder Elektronenstrahlmasken auch zur Nanostrukturierung von DLC eingesetzt werden kann. Einige Fragestellungen sind im Detail noch nicht vollständig beantwortet, darunter beispielsweise Fragen zur Kinetik der elektrochemischen DLC-Oxidation und in diesem Zusammenhang die Frage nach dem Spannungsschwellwert. Die angegebene Gleichung beschreibt zwar eine endotherme Reaktion, das Standardpotential Hegt aber wesentlich unter dem der Wasserelektrolyse (1,23 V). In den hier vorgestellten Arbeiten wurde eine Spannung von mindestens 2.5 V benötigt. Weiterhin von Interesse sind Untersuchungen der Reaktionseffizienz der lokalen Oxidation in Abhängigkeit des sp3-Antelles an den Bindungen in den DLC-Proben. In fortgesetzten Arbeiten, die bis in die Gegenwart reichen, wird die STM-induzierte Oxidation von DLC-Schichten verglichen mit lokaler Oxidation durch einen fokussierten Elektronenstrahl im Wasserpartialdruck.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Aqueous electro-oxidative probe-based patterning of diamond-like carbon films, Nanotechn. 18, 155304 (2007)
Thomas Mühl and Sverre Myhra
- Electro-oxidative lithography by STM as a proximity electrode of electrically conducting DLC, J. Phys.: Conf. S. 61, 841 (2007)
T. Mühl and S. Myhra
- Patterning of a-C DLC films: exploration of an aqueous electro-oxidative mechanism, J. Phys. D: Appl. Phys. 40, 3468 (2007)
Thomas Mühl and Sverre Myhra
- The aqueous electrochemistry of carbon-based surfaces - investigation by scanning tunnelling microscopy, J. Phys.: Conf. S. 61, 847 (2007)
T. Mühl and S. Myhra
- Surface patterning of a-C DLC films: aqueous electrochemistry and thermal activation, J. Phys. D: Appl. Phys. 42, 035309 (2009)
Sverre Myhra and Thomas Mühl
