Laterale und vertikale Nanostrukturbildung an Siliciumelektroden durch kontrollierte selbstorganisierte Prozesse

• Antragsteller: Professor Dr. Hans Joachim Lewerenz (†)
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5443525

Auf der Basis des zu erarbeitetenden grundlegenden Verständnisses der frühen Phasen der Nanoporenbildung auf kristallinen Si Oberflächen soll die Bildung selbstorganisierter topographischer Muster mit Abmessungen im Nanometerbereich angestrebt werden. Dabei ist sowohl an durch Vernetzung von Nanoporen entstehende Linien und Gräben gedacht als auch an die Formbildung der nicht korrodierten Oberflächenbereiche. Weiter soll untersucht werden, inwieweit sich ähnliche Strukturen in Form von Feldern selbstorganisiert herstellen lassen und ob es gelingt, eine angestrebte weitgehende Monodispersität der erhaltenen Formen zu erreichen. Die gezielte Strukturbildung soll mittels Rastersondenmikroskopie erfolgen, wobei Indentationen als keime für Porenbildung Verwendung finden. Abhängig von der Auflagekraft bei AFM (atomic force microscopy) Experimenten sollen Vertiefungen und Erhöhungen bei nachfolgender (photo)elektrochemischer Auflösung des Siliciums erzeugt werden. Unter Verwendung von Lithographieprogrammen sollen so definierte Felder von Nanostrukturen erzeugt werden. Die verwendeten experimentellen Methoden beinhalten elektrochemische Standard-Verfahren, Photoelektronenspektroskopie (PES), z.T. bei Anregung mit Synchrotronstrahlung (SRPES), hochauflösende Elektronenenergieverlustspektroskopie (HREELS) sowie Rastersondenmikroskopie (AFM und STM). SRPES, HREELS und STM werden eingesetzt, um detaillierte Aufschlüsse hinsichtlich des Auflösungsprozesses von Si in verdünnten Fluorid-haltigen Elektrolyten zu erhalten. Dies wird als Voraussetzung für die weiterführenden Arbeiten angesehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen