Bearbeitung von 2D Materialien durch Rastersondenverfahren

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Sergej Fatikow
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik ; Mikrosysteme ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie ; Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 315857893

Zweidimensionale (2D) Materialien haben innerhalb der letzten Jahre eine große Aufmerksamkeit erfahren, insbesondere aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften im isolierten Zustand. Einhergehend mit dem großen Interesse an den Eigenschaften hat sich auch ein zunehmend großes Interesse entwickelt ebendiese Eigenschaften in unterschiedlichen neuen Anwendungen auszunutzen.Bisher wurden die meisten prototypischen Bauteile, welche 2D Materialien enthalten, durch den Einsatz lackbasierter, nass-chemischer Lithografieverfahren hergestellt. Diese lackbasierten Prozesse können jedoch erhebliche Rückstände hinterlassen, wodurch die 2D Materialien verunreinigt werden und es zu erheblichen Einschränkungen der exzellenten und gewünschten Eigenschaften der 2D Materialien kommen kann. Daher ist die Entwicklung lackfreier und zuverlässiger Lithografieverfahren von entscheidender Bedeutung um das volle Leistungspotenzial von Bauteilen auf Basis zweidimensionaler Materialien ausnutzen zu können.Ein vielversprechender Ansatz für eine lackfreie Bearbeitung von 2D Materialien basiert auf dem Rastersondenverfahren. Dieses ermöglicht das Herbeiführen einer lokalen Materialmodifikation mit einer räumlichen Auflösung im Nanometerbereich. Bisher sind jedoch eingehende und ausführliche Untersuchungen zu rastersondenbasierten Verfahren an 2D Materialien unvollständig oder noch nicht verfügbar.Ziel dieses Projektes ist die Durchführung und Evaluation von rastersondenbasierten Lithografieverfahren an ausgewählten 2D Materialien. Zu diesem Zweck wird ein speziell dafür entwickelter robotischer Aufbau eingesetzt, welcher es ermöglicht mit unterschiedlichen Sonden Klassifizierungs-, Modifizierungs- und Charakterisierungsverfahren durchzuführen. Auf diese Weise können systematische Untersuchungen zu kritischen Prozessparametern dieser Lithografieverfahren vorgenommen werden mit dem Ziel ein tiefergehendes Verständnis der dabei auftretenden physikalischen und chemischen Vorgänge zu erlangen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen