Erzeugung von sub-100nm-Strukturen mittels optischer Lithographie sowie der nichtlinearer Abregung von Molekülen durch stimulierte Emission

• Applicant: Professor Dr. Thomas Arno Klar
• Subject Area: Production Automation and Assembly Technology
• Term: from 2009 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 79420401

In der klassischen Lithographie initiiert die Absorption eines Photons oder Elektrons entweder die Polymerisation oder die Erhöhung der Löslichkeit des Photolacks. Bei Anwendungen mit empfindlichen Materialien wie der organischen Optoelektronik oder der Biomedizin ist eine Lithographie mit hartem UV Licht oder mit Elektronen nicht möglich. Mit weniger energiereichem sichtbarem Licht ist die Auflösung aber durch das Abbe-Kriterium limitiert. Durch den nichtlinearen Prozeß der Abregung höherer molekularer Niveaus durch die stimulierte Emission (STED = Stimulated Emission Depletion) konnte in der optischen Mikroskopie eine Auflösung unterhalb von 20 Nanometern erzielt werden. Analog soll nun auch in der optischen Lithographie eine Auflösung weit unter 100nm erreicht werden. Ein weiterer Vorteil der hier propagierten STED-Lithographie gegenüber der klassischen Lithographie ist, daß sich damit dreidimensionale Strukturen erzeugen lassen. Gegenüber der Zweiphotonen-Lithographie sollte eine deutlich verbesserte dreidimensionale Auflösung erreichbar sein, ähnlich dem Verhältnis der Auflösungsgrenzen in der Zweiphotonenmikroskopie (etwa 200 nm) und der STED - Mirkoskopie (20 nm). Auf physikalische, chemische und optische Prozesse der STED - Lithographie wird detailliert eingegangen.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1327: Optically Generated sub-100-nm Structures for Biomedical and Technical Applications
• Major Instrumentation: Femtosekunden-Faserlaser mit Zubehör
• Instrumentation Group: 5790 Sonstige Laser und Zubehör (außer 570-578)