Elektronenstrahl-Lithographiesystem

• Subject Area: Condensed Matter Physics
• Term: Funded in 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 268391591

• Final Report Year: 2018

Final Report Abstract

Das Elektronenstrahl-Lithographiesystem nimmt innerhalb des Lehrstuhls eine Schlüsselrolle bei der lithographischen Strukturierung ein. Die Hauptaufgabe des Systems ist die Mustererzeugung zur Herstellung von Mikro- und Nanostrukturen. Außerdem werden Masken für die Anwendung in der Photolithographie hergestellt. Bei einem Großteil der hergestellten Strukturen handelt es sich elektronische Bauteile, die in unserem Lehrstuhl mittels Magnetotransport-Experimenten in Bad- und Entmischungskryostaten untersucht werden. Zusätzlich wird das System zur Bildgebung verwendet. Die verwendeten Materialsysteme reichen von elektronen-sensitiven Schichten, allen voran Quecksilbertellurid/Quecksilbercadmiumtellurid Heterostrukturen, aber auch anderen III-V und II-VI Verbindungshalbleitern, halb-Heusler Verbindungen und Diamant. Die erzielten Forschungsergebnisse basieren in der Regel auf elektrischen Messungen an den hergestellten Bauteilen. Der Beitrag des Geräts liegt stets in der Musterdefinition bei der lithographischen Strukturierung sowie der Unterstützung bei der Prozessentwicklung durch Bildgebung. Experimentelle Beobachtung von Volkov-Pankratov Zuständen in topologischen Quecksilbertellurid Heterokontakten. - Beobachtung des Wechselspiels von chiralen und helikalen Zuständen in einem lateralen Bauteil, hergestellt aus einem Quanten-Spin-Hall Isolator. - Nachweis der Josephson-Strahlung von Andreev Zuständen in topologischen Quecksilbertellurid Strukturen. - Die Beeiflussung der magnetischen Anisotropie im epitaktischen halb-Heusler NiMnSb durch die Deckschicht. - Untersuchung des Skalierungsverhalten des anomalen-Quantenhall-Effektes in Bismuth- Antimonid-Tellurid. - Analyse der Dynamik in Josephson Kontakten bei Vorhandensein von Supraströmen. - Die Statistik der Peakabstände im Coulomb-Blockade-Regime eines Graphen-Quantenpunkts. - Eine neuartige Methode zur Herstellung von Diamantspitzen mit Stickstoff-Fehlstellen-Zentren zum Einsatz in Rasterkraftmikroskopen. - Phasensenitive SQUIDS aus dem 3D Topologischen Isolator Quecksilbertellurid.

Publications

• Phase-sensitive SQUIDs based on the 3D topological insulator HgTe, Phys. Scr. 2015,014002
  L. Maier, E. Bocquillon, M. Grimm, J. B. Oostinga, C. Ames, C. Gould, C. Brüne, H. Buhmann, and L. W. Molenkamp
  
• Coulomb-blockade peak spacing statistics of graphene quantum dots on SiO2, J. Appl. Phys. 120, 164304 (2016)
  O. Herrmann, C. Gould, and L. W. Molenkamp
  
• NV-center diamond cantilevers: Extending the range of available fabrication methods, Microelectron. Eng. 159, 70 (2016)
  J. Kleinlein, T. Borzenko, F. Münzhuber, J. Brehm, T. Kiessling, and L.W. Molenkamp
  
• Engineering the magnetic anisotropy axes in epitaxial half-Heusler NiMnSb by Pt and Ta capping, Appl. Phys. Lett. 111, 172402 (2017)
  F. Gerhard, M. Baussenwein, L. Scheffler, J. Kleinlein, C. Gould, and L. W. Molenkamp
  
• Interplay of Chiral and Helical States in a Quantum Spin Hall Insulator Lateral Junction, Physical Review Letters. Phys. Rev. Lett. 119, 226401 (2017)
  M. R. Calvo, F. de Juan, R. Ilan, E. J. Fox, A. J. Bestwick, M. Mühlbauer, J. Wang, C. Ames, P. Leubner, C. Brüne, S. C. Zhang, H. Buhmann, L. W. Molenkamp, and D. Goldhaber-Gordon
  
• Josephson junction dynamics in the presence of 2π- and 4π-periodic supercurrents, Phys. Rev. B 95, 195430 (2017)
  F. Domínguez, O. Kashuba, E. Bocquillon, J. Wiedenmann, R. S. Deacon, T. M. Klapwijk, G. Platero, L. W. Molenkamp, B. Trauzettel, and E. M. Hankiewicz
  
• Josephson Radiation from Gapless Andreev Bound States in HgTe-Based Topological Junctions, Phys. Rev. X 7, 021011 (2017)
  R. S. Deacon, J. Wiedenmann, E. Bocquillon, F. Domínguez, T. M. Klapwijk, P. Leubner, C. Brüne, E. M. Hankiewicz, S. Tarucha, K. Ishibashi, H. Buhmann, and L. W. Molenkamp
  
• Observation of Volkov-Pankratov states in topological HgTe heterojunctions using highfrequency compressibility, Phys. Rev. B 96, 195104 (2017)
  A. Inhofer, S. Tchoumakov, B. A. Assaf, G. Fève, J. M. Berroir, V. Jouffrey, D. Carpentier, M. O. Goerbig, B. Plaçais, K. Bendias, D. M. Mahler, E. Bocquillon, R. Schlereth, C. Brüne, H. Buhmann, and L. W. Molenkamp
  
• Scaling of the Quantum Anomalous Hall Effect as an Indicator of Axion Electrodynamics, Physical Review Letters 118, 246801 (2017)
  S. Grauer, K. M. Fijalkowski, S. Schreyeck, M. Winnerlein, K. Brunner, R. Thomale, C. Gould, and L. W. Molenkamp