Molekulare Precursoren für den Einsatz in der Nanostrukturherstellung mittels fokussierter Elektronen- (FEBID) und Ionenstrahlabscheidung (FIBID)

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Sven Barth
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 413942347

Die in diesem Projekt verwendetet FEBID- ("Focused Electron Beam Induced Deposition") bzw. die komplementäre FIBID-Methode ("Focused Ion Beam Induced Deposition") erlaubt die ortsaufgelöste Herstellung von Nanostrukturen mit vordefinierter Morphologie auf Oberflächen. Der präzise steuerbare Elektronen- bzw. Ionenstrahl initiiert hierbei die elektroneninduzierte Zersetzung von oberflächenadsorbierten Precursormolekülen in einem sehr schnellen Zersetzungsprozess. Der FIBID-Prozess ist komplexer mit einem wichtigen Beitrag des Impulstransfers, der eine ineffiziente Elektronen-induzierte Precursorzersetzung komplettieren kann. Die FEBID- bzw. FIBID-Prozesse stellen somit reale 3D-Druckverfahren auf Nanometerebene dar. Die elektroneninduzierte Zersetzung von Vorstufen kann zum Einbau von Liganden in die Deponate führen, da oberflächengebundene Intermediate nicht vollständig die Liganden abspalten. Diese Fragmentierung kann durch den Impulstransfer der im Vergleich zu Elektronen sehr großen und schweren Ionen komplettiert werden. Aus diesem Grunde sollen in diesem Projekt neunen Single-Source-Precursoren mit hohem Dampfdruck synthetisiert und in beiden Druckverfahren eingesetzt werden. Mechanistische Untersuchungen werden darüber hinaus Hinweise liefern, welche Zersetzungswege die Vorstufen präferentiell eingehen und somit zum tiefergehenden Verständnis des FEBID/FIBID-Prozesses beitragen. Die angestrebten Metallsilizide und Metallsulfide haben ein breites Spektrum an interessanten physikalischen Eigenschaften, wobei die Änderungen auf unterschiedliche Mikrostruktur und finale Zusammensetzung zurückgeführt werden sollen. Darüber hinaus wird ein Temperatureinfluss während dem Schreibverfahren untersucht und eine Modifizierung der Nanostrukturen durch induzierte Phasenseparation untersucht. Diese Strategie der lokalen Phasenseparation öffnet vollkommen neuartige Modifizierungsmöglichkeiten der geschriebenen Nanostrukturen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen