Dual Beam Focused Ion Beam - Electron Beam System
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ein Hauptnutzer des Geräts ist die Nano-Optik Arbeitsgruppe von Prof. B. Hecht, die sich mit Licht-Materie-Wechselwirkung auf Längenskalen von 10-100 nm beschäftigt. Das Helios-Nanolab dient hier als hochauflösendes Elektronenmikroskop und zur Herstellung von plasmonischen Nanostrukturen wie z.B. optischen Antennen und plasmonischen Wellenleitern. Ausgangsbasis für die Strukturierung sind einkristalline Goldflocken, die mit dem Ga-Ionenstrahl des Dual-Beam-Systems strukturiert werden. Die minimalen Strukturgrößen bewegen sich dabei im Bereich von 10-20 nm. Der Mikromanipulator (Omniprobe) dient bei diesen Arbeiten zum Transfer der Goldflocken und zu deren Erdung bei der Strukturierung auf Glassubstraten. Des Weiteren wird das Gerät für die Strukturierung von AFM-Spitzen und optischen Fasern eingesetzt. Ein weiterer Einsatzschwerpunkt des Geräts ist die Präparation von Lamellen für die Transmissionselektronenmikroskopie. Durch die Kombination von elektronen-/ioneninduzierter Materialdeposition, Sputtern mit dem lonenstrahl und dem integrierten Mikromanipulator können innerhalb weniger Stunden elektronentransparente Lamellen hoher Qualität hergestellt werden. Diese Möglichkeit wird von mehreren Arbeitsgruppen am Physikalischen Institut in Würzburg genutzt, vor allem vom Lehrstuhl für Experimentelle Physik III (Prof. L. Molenkamp) und dem Lehrstuhl für Technische Physik (Prof. M. Kamp) für Halbleiterheterostrukturen, sowie vom Lehrstuhl für Experimentelle Physik IV (Prof. R. Claessen) für Oxidheterostrukturen. Der Lehrstuhl für Technische Physik nutzt das Gerät zur Definition von freistehenden lateralen Kontakten an optischen Mikroresonatoren mit integrierten Quantenpunkten. Die Kontakte ermöglichen eine elektrostatische Kontrolle der Quantenpunkteigenschaften, was für Anwendungen dieser Strukturen als Quellen für einzelne oder verschränkte Photonen relevant ist. Schließlich wird das Gerät von vielen Arbeitsgruppen aus der Physik als hochauflösendes Elektronenmikroskop für Oberflächen- oder Querschnittsaufnahmen verwendet, auch in Kombination mit dem EDX-Detektor für chemische Analysen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- „Atomically flat single-crystalline gold nanostructures for plasmonic nanocircuitry". Nature Communication 1,150 (2010)
J.-S. Huang, V. Callegari, P. Geisler, C. Brüning, J. Kern, J.C. Prangsma, X. Wu, T. Feichtner, J. Ziegler, P. Weinmann, M. Kamp, A. Forche!, P. Biagioni, U. Sennhauser, and B. Hecht
(Siehe online unter https://doi.org/10.1038/ncomms1143) - „Mode imaging and selection in strongly coupled nanoantennas". Nano Lett. 10, 2105-2110 (2010)
J.-S. Huang, J. Kern, P. Geisler, P. Weinmann, M. Kamp, A. Forchel, P. Biagioni, and B. Hecht
- "Fe3O4/ZnO: A high-quality magnetic oxide-semiconductor heterostructure by reactive deposition". Appl. Phys. Lett 98, 012512 (2011)
M. Paul, D. Kufer, A. Müller, S. Brück, E. Goering, M. Kamp, J. Verbeeck, H. Tian, G. Van Tendeloo, N.J.C. Ingle, M. Sing, and R. Claessen
- "In-plane manipulation of quantum (2011) dots in high quality laterally contacted micropillar cavities". Appl. Phys. Lett. 98, 191111 (2011)
J. Beetz, C. Kistner, M. Lermer, C. Schneider, S. Reitzenstein, S. Höfling, M. Kamp, and A. Forchel
- "Surface structure, morphology, and growth mechanism of Fe3O4/ZnO thin films". J. Appl. Phys. 110, 073519 (2011)
M. Paul, D. Kufer, A. Müller, A. Ruff, M. Kamp, N.J.C. Ingle, M. Sing, and R. Claessen
- „Tailoring the interaction between matter and polarized light with plasmonic optical antennas". Proc. SPIE 7922. 79220C (2011)
P. Biagioni, X. Wu, M. Savoini, J. Ziegler, J.-S. Huang, L Duo, M. Finazzi & B. Hecht
- "Dynamics of Four-Photon Photoluminescence in Gold Nanoantennas". Nano Lett. 12, 2941-2947 (2012)
P. Biagioni, D. Brida, J.-S. Huang, J. Kern, L Duo, B. Hecht, M. Finazzi, and G. Cerullo
- „Electrically Connected Resonant Optical Antennas". Nano Lett. 12, 3915-3919 (2012)
J.C. Prangsma, J. Kern, A.G. Knapp, S. Grossmann, M. Emmerling, M. Kamp, and B. Hecht
- „Nanoantennas for visible and infrared radiation". Rep. Prog. Phys. 75, 024402 (2012)
P. Biagioni, J.-S. Huang, and B. Hecht
- „Ultrafast Plasmon Propagation in Nanowires Characterized by Far-Field Spectral Interferometry". Nano Lett. 12, 45-49 (2012)
C. Rewitz, T. Keizl, P. Tuchscherer, J.-S. Huang, P. Geisler, G. Razinskas, B. Hecht and T. Brixner
