DFG-RSF: Beryllium-basierte Vielschichtstrukturen für den EUV-Bereich

• Antragsteller: Dr. Andrey Sokolov
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 310360704

An der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY-II wurde kürzlich eine At-Wavelength-Metrologie-Experimentierstation in Betrieb genommen, mit der optische Komponenten für weiche Röntgenstrahlung bei der Design-Wellenlänge vermessen werden können. Diese Station hat weltweit Spitzenrang bezüglich der Messmöglichkeiten und sie inkorporiert unsere mehr als 20 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet der Röntgenoptik und Technologie. Insbesondere für röntgenoptische Vielschichtsysteme (Multilayer) ist die At-Wavelength Charakterisierung unerlässlich, weil die optischen Eigenschaften stark wellenlängenabhängig sind. Diese Information kann durch keine andere Methode erhalten werden. Wir wollen diese Experimentierstation benutzen, um neuartige Multilayer-Systeme zu entwickeln, die vielversprechende Eigenschaften im EUV- und im weichen Röntgenbereich haben. Dafür wollen wir in diesem Projekt mit einem der größten Multilayer-Hersteller, dem Institute for Physics of Microstructure in Nizhny Novgorod (IPM-RAS) zusammenarbeiten. Mit diesem Institut haben wir bereits seit mehr als zwei Dekaden bei ähnlichen optischen Entwicklungen erfolgreich kooperiert.Dies Institut wird Beryllium-haltige Multilayer (Al/Be, Ru/Be, Mo/Be, Mg/Be,...) mit unterschiedlichen Ionen-unterstützten Sputter-Techniken herstellen, mit dem Ziel glatter Einzelschichten bis hinunter zu einzelnen Atomlagen, scharfer Grenzflächen und geringer Interdiffusion. Diese Testschichten werden zur Optimierung der Herstellungsverfahren standardmäßig mit Labor-Methoden wie AFM oder Diffraktometrie überprüft. Mit Synchrotronstrahlung wird dann die At-Wavelength Charakterisierung vorgenommen. Ebenfalls lässt sich mit resonanter Reflexionsspektroskopie und Reflektions-NEXAFS an den beteiligten Absorptionskanten ein Tiefenprofil des Multilayers und der chemischen Analyse der Grenzflächen bestimmen.Es gibt eine Reihe von Anwendungen dieser neuartigen Multilayer, die im Vergleich zu existierenden Optiken (Mo/Si) überragende Eigenschaften haben, z.B. für die nächste Generation der EUV-Nanolithographie oder für solare Astronomie. Unser Interesse ist zweifach: (1) Wir wollen neue Be-Multilayer mit hoher Reflektivität zur Vermessung und zur Manipulation des Polarisationszustandes (linear, zirkular) der Synchrotronstrahlung entwickeln. (2) Wir wollen ein Reflektionsgitter mit einem Multilayer beschichten mit dem Ziel, dessen Beugungseffizienz dadurch enorm zu steigern. Nach erfolgreicher Demonstration soll dann ein solches Gitter in einem BESSY-Strahlrohr zur Anwendung kommen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Science Foundation
• Mitverantwortlich: Dr. Franz Schäfers
• Kooperationspartner: Dr. Nikolay Chkhalo