Rasterkraftmikroskop

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545050087

Ziel dieses Antrags ist es, die Finanzierung eines hochmodernen Rasterkraftmikroskops für Forschungszwecke zu sichern, das für die Forschung in der Gruppe des Antragstellers entscheidend sein wird. Darüber hinaus wird es der breiteren Öffentlichkeit am Institute for Molecular Systems Engineering and Advanced Materials und der Universität Heidelberg als Teil einer Core Facility für die (Nano-)Herstellung und Charakterisierung von Dünnschicht- und Nanobauteilen zur Verfügung gestellt. Wenn es die Auslastung zulässt, wird das Gerät auch in der fortgeschrittenen Lehre eingesetzt werden. Neben der topographischen Charakterisierung eines breiten Spektrums von Proben wird das von uns gesuchte Mikroskop speziell für die Charakterisierung von (a) piezo- und ferroelektrischen Eigenschaften, (b) elektronischer und ionischer Leitfähigkeit, (c) Oberflächenpotentialen und (d) mechanischen Eigenschaften eingesetzt. Ein erheblicher Teil der Proben wird aus tatsächlichen Bauteilen auf großen (3x3 cm oder mehr) Substraten bestehen, die nicht geschnitten werden können, weshalb wir nach einem System das auch großen Proben aufnimmt suchen. Die meisten der zu untersuchenden Materialien werden weiche bis sehr weiche organische Stoffe sein, was Messmodi erfordert, die es dem Benutzer ermöglichen, die Wechselwirkung zwischen Spitze und Probe genau zu steuern und zu minimieren, um eine Beschädigung der Probe und eine Kontamination der Spitze zu vermeiden. Typische Größen der interessanten Bereiche reichen von einigen Dutzend Nanometer, wo eine laterale Auflösung im Sub-nm-Bereich erforderlich ist, bis zu einigen Dutzend Mikrometer, wo Scan-Geschwindigkeit (>>1 Zeilen/Sek.) und schnelle, aber genaue Rückkopplung für große Merkmale (>100 Nanometer, z. B. lithografische Muster) wichtig sind. Ein rausch- und driftfreier Betrieb im geschlossenen Regelkreis ist ein Muss, ebenso wie die Möglichkeit, die Probentemperatur von Raumtemperatur aufwärts zu steuern. Im Rahmen der Vorbereitung dieses Vorschlags haben wir Testmessungen an einer anspruchsvollen, aber repräsentativen Reihe von Proben bei den führenden Geräteherstellern durchgeführt. Die Ergebnisse sind in einem separaten Dokument zusammengefasst und ausgewertet.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Rasterkraftmikroskop
• Gerätegruppe: 5091 Rasterkraft-Mikroskope
• Antragstellende Institution: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
• Leiter: Professor Dr. Martijn Kemerink