Funktionserweiterung und Upgrade einer Anlage für reaktives Ionenätzen

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 495043546

Mit der beantragten Funktionserweiterung soll die Reaktive Ionenätz- Anlage im Reinraum der Fakultät für Physik mit der Möglichkeit einer induktiv gekoppelten Plasma-Anregung aufgerüstet werden. Nur mit Hilfe dieser neuartigen Technologie lassen sich DC Bias und die Energie der Ionen unabhängig von der Plasmadichte einstellen. Auf diese Weise kann der Ätzprozess sehr genau kontrolliert werden, was für aktuelle Forschungsprojekte unbedingt notwendig ist. So ist eine solche Aufrüstung für die Untersuchung der elektrischen Eigenschaften von van-der-Waals Heterostrukturen unerlässlich. So wird die neue Anlage z.B. die Untersuchung des fraktionalen Quanten Hall Effektes im Bilagengraphen ermöglichen. Darüber hinaus sind Experimente geplant, mit deren Hilfe die elektronische Struktur von 2D-Materialien mit gegeneinander verdrehten Gittern erforscht werden soll. Ein Ziel dabei ist ein besseres Verständnis des supraleitenden Zustandes zu erlangen, der in verdrehten Graphen Doppellagen beobachtet worden ist. Um die intrinsischen Eigenschaften der van-der-Waals Heterostrukturen nicht durch die Wechselwirkung mit dem Substrat zu verfälschen, müssen die funktionalen Schichten in isolierendes Bornitrid eingekapselt werden. Für diesen Prozess ist der beantragte Ätzmodus mit einer exakten Kontrolle der Ätzrate unerlässlich. Darüber hinaus erlaubt der neue Modus auch die Nanostrukturierung mit hohem Aspektverhältnis, hoher Formtreue und niedriger Kantenrauhigkeit. Solche Strukturen werden auch für die Herstellung von Röntgenoptiken für die kohärente Röntgenbildgebung verwendet, um damit die Struktur biologischer Systeme auf multiplen Skalen zu untersuchen. Für die Weiterentwicklung der diffraktiven Optiken sowie für die Realisierung nanostrukturierter Röntgenanoden, die bei geringer Leistung einen Nano-Fokus bei geringer Leistung erzeugen können, ist die beantragte Technologie ebenso unerlässlich wie bei der Demonstration des neuen Konzepts „X-ray Optics on a Chip“, mit dem sich neuartige pump-probe, interferometrische, tomographische und Röntgenquantenoptische Experimente realisieren lassen sollen. Auch für die Untersuchung ultraschneller Phänomene in Festkörpern und Nanostrukturen ist der beantragte neuartige Ätzmechanismus unerlässlich um die Entwicklung und Anwendung von geeigneten Spektroskopie-, Mikroskopie- und Beugungstechniken weiterzuentwickeln. Es ist geplant, die hierbei erforderlichen extrem kompakten Elektronenoptiken zukünftig unter Verwendung von lithographischen Verfahren in Kombination mit tiefen reaktiven Ionenätzprozessen im beantragten Ätzmodus zu erstellen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Funktionserweiterung und Upgrade einer Anlage für reaktives Ionenätzen
• Gerätegruppe: 0920 Atom- und Molekularstrahl-Apparaturen
• Antragstellende Institution: Georg-August-Universität Göttingen
• Leiter: Professor Dr. R. Thomas Weitz