GRK 384:  Nanoelektronische, mikromechanische und mikrooptische Systeme: Analyse und Synthese mittels Ionen, Elektronen und Photonen

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie ; Elektrotechnik und Informationstechnik
• Förderung: Förderung von 1997 bis 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 272131

Im Graduiertenkolleg 384 werden Strukturen von einigen µm bis zu einigen 10 nm durch Ionen, Elektronen und Photonen hergestellt und analysiert. Die dabei verwendeten Ionen- und Elektronenstrahlen weisen Fokusdurchmesser von nur wenigen 10 nm auf und liegen damit im Auflösungsvermögen wesentlich höher als die aktuelle Photolithographie. Die Tiefenauflösung kann insbesondere mit Ionenstrahlen ebenfalls Nanometer erreichen und wird vorwiegend zur Analyse verwendet. Es sollen miniaturisierte elektronische, mechanische und optische Funktionselemente präpariert werden, wobei die hohe Ionen-Dosisdynamik von der Dotierung bis zum Direktsputtern voll genutzt wird. Ergänzend wird die hochauflösende Raster-Sonden-Technik sowohl zur Analyse als auch zur Strukturierung eingesetzt. Ausgehend von dünnen, vorwiegend (beispielsweise MBE-gewachsenen) epitaxiellen Schichten führen alle Methoden bis zu Dimensionen, die in der Größenordnung der de Broglie-Wellenlängen der beteiligten Ladungsträger liegen. Die dabei auftretenden quantenmechanischen Phänomene sind von hohem physikalischem Interesse und bestimmen gleichzeitig die Funktionalität, was aus ingenieursmäßiger Sicht relevant ist. Dadurch werden alle beteiligten Fakultäten und Stipendiaten in die Präparation, Analyse und Ergebnisfindung motivierend eingebunden, wodurch das Studienprogramm der gemeinsamen Lehrveranstaltungen ideal ergänzt wird. Die zu präparierenden Systeme bestehen aus nanostrukturierten Halbleitern, einkristallinen Mikromechanik-Elementen, rotationssymmetrischen Dielektrika und metallischen Supraleitern sowie innovativen Kombinationen daraus. Unter anderem sollen mikromechanische Elemente mit nanoelektronischen Auslesestufen monolithisch integriert werden. Damit sollen neue Anwendungsfelder erschlossen werden. Neuerdings werden beispielsweise auf polykristallinem Diamant amorphe Kohlenstoff-Diamant-Heterostrukturen mittels fokussierter Ionenimplantation (100 keV Ga+, 200 keV Mn+ und 200 keV Dy+, Ionenstrahl um Æ100 nm) hergestellt. Für ihre strukturelle Charakterisierung werden AFM-Profilometrie und Raman-Spektroskopie eingesetzt. Elektrische Eigenschaften sowie Geometrieeinfluss, Dosis- und Temperaturabhängigkeit werden umfassend untersucht.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Ruhr-Universität Bochum
• Sprecher: Professor Dr. Andreas Dirk Wieck
• beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr. Konstantin Efetov (†); Professor Dr. Martin Hofmann; Professor Dr.-Ing. Ulrich Kunze; Professor Dr. Josef Pelzl; Professor Dr. Claus Rolfs; Professor Dr. Gustav Schweiger; Professor Dr. Michael-Karl Sostarich