Zuverlässiges Anordnen von kolloidalen Nanopartikeln in zwei und drei Dimensionen durch Dual-AFM-basierte Handhabung im Elektronenmikroskop

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Sergej Fatikow
• Fachliche Zuordnung: Messsysteme
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 213422375

Kolloidale Partikel können in einer Vielzahl von mikro- und nanometergroßen Partikelsystemen mit unterschiedlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften zur Verfügung gestellt werden. Werden einzelne kolloidale Partikel räumlich präzise zueinander angeordnet, entstehen durch deren elektronische Wechselwirkungen untereinander und ihre Wechselwirkungen mit Lichtfeldern Effekte, die neue Anwendungen im Bereich der Photonik, Plasmonik und Sensorik ermöglichen. Ziel dieses Fortsetzungsprojekt ist die Entwicklung von automatisierten robotischen Verfahren für die pick-and-place Handhabung sowie den Zusammenbau von mikro- und nanoskaligen Partikeln. Um dieses Ziel zu erreichen, wird eine nanorobotische Arbeitsstation so optimiert, dass die genaue und vollautomatisierte Handhabung von einzelnen kolloidalen Partikeln möglich wird. Basierend auf der Anwendung der bereits bekannten adhäsionsgesteuerten Handhabungsstrategien, sollen zunächst die grundlegenden Grenzen des vorgeschlagenen robotischen pick-and-place Prozesses evaluiert werden. Dabei soll das Hauptaugenmerk auf die Handhabung zunehmend kleinerer Partikel gelegt werden. Ein weiteres wesentliches Ziel dieses Fortsetzungsprojekts ist die Entwicklung von vollautomatisierten Sequenzen, die den Zusammenbau von einzelnen kolloidalen Partikeln zu einer dreidimensionalen Struktur ermöglichen. Zum Abschluss des Projekts werden die entwickelten Verfahren angewendet um funktionelle photonische und plasmonische Bauelemente herzustellen. Diese Bauelemente werden dann in Zusammenarbeit mit etablierten Forschungsgruppen auf dem Gebiet der Nanophotonik und Nanooptik charakterisiert. Im Zentrum dieser Charakterisierungen stehen dabei die erreichte geometrische Genauigkeit der Bauelemente sowie deren elektronische und optische Eigenschaften.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen