Hochauflösendes Rasterelektronenmikroskop

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie ; Systemtechnik
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 71083728

• Erstellungsjahr: 2013

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Mit dem Einsatz des hochauflösenden Rasterelektronenmikroskops wurden die Voraussetzungen für die Forschungen im Bereich Nanotechnologie am Lehrstuhl Zacharias und am IMTEK/Freiburg aufgebaut. Es ist die Basis der Arbeitsfähigkeit des Lehrstuhles. Der Lehrstuhl arbeitet an einer Vielzahl von Projekten zum Wachstum und zur Funktionalisierung von Nanostrukturen. Dies sind Nanokristalle, Nanodrähte und andere Nanostrukturen, wobei das Gerät die systematische Untersuchung zeitnah zur Herstellung ermöglichte. So wurden in den ersten drei Jahren mit Hilfe des HRSEMs wesentliche Beiträge zu mehreren DFG Projekten und zu Forschungskooperationen mit Israel (DIP Projekt) und Singapur (BMBF Austauschprojekt) geleistet. Im Bereich der Nanodrähte wurden Arbeiten zum tieferen Verständnis des Wachstums von ZnO Nanodrähten realisiert. Durch Verbesserung der Wachstumsanlage und systematische Untersuchungen des Parameterraumes zum ZnO Nanodrahtwachstum konnten Bereiche des VLS und VS Wachstum erstmals klar identifiziert werden. Es wurden Oberflächenmodifikationen in Form von Core-Shell-Strukturen untersucht und Beiträge zum tieferen Verständnis des Nano-Kirkendall-Effektes gebraucht. Die kontrollierte Realisierung von Nanohohlstrukturen rundet diese Arbeiten ab. Im Weiteren wurde mit Hilfe des HRSEM erstmals eine 3D Abbildung der bei metall-assistiertem Ätzen (MACE) entstehenden Poren im Silizium realisiert. Dazu war das HRSEM die maßgebende Voraussetzung. Die bisherige Schnittpräparation der Porenstrukturen kann den Ätzprozess nur unvollständig charakterisieren. Mittels Kombination von Porenätzen, ALD Beschichtung und Substratrückätzung war es erstmalig möglich, ein 3D Abbild der Porenstruktur zu realisieren, die im HRSEM durch systematische Drehung dargestellt werden konnte.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Multitwinned Spinel Nanowires by Assembly of Nanobricks via Oriented Attachment: A Case Study of Zn2TiO4. ACS Nano, Vol. 3. 2009, Issue 3, pp. 555–562.
  Y. Yang, R. Scholz, H.J. Fan, D. Hesse, U. Gösele, M. Zacharias
  
• Atomic Layer Deposition on Phase-Shift Lithography Generated Photoresist Patterns for 1D Nanochannel Fabrication. ACS Applied Materials & Interfaces, Vol. 2. 2010, Issue 12, pp. 3473–3478.
  F. Güder, Y. Yang, M. Krüger, G.B. Stevens, M. Zacharias
  
• Diffusion-Induced Void Evolution in Core–Shell Nanowires: Elaborated View on the Nanoscale Kirkendall Effect. Israel Journal of Chemistry, Vol. 50. 2010, Issue 4, pp. 439–448.
  Y. Yang, F. Güder, M. Zacharias
  
• Multifunctional ZnO-Nanowire-Based Sensor. Advanced Functional Materials, Vol. 21. 2011, Issue 22, pp. 4342–4348.
  A. Menzel, K. Subannajui, F. Moser. O. Paul. M. Zacharias
  
• Regulated Oxidation of Nickel in Multisegmented Nickel–Platinum Nanowires: An Entry to Wavy Nanopeapods. Angewandte Chemie, Vol. 123. 2011, Issue 46, pp. 11047–11050.
  Y. Yang, L. Liu, F. Güder, A. Berger, R. Scholz, O. Albrecht, M. Zacharias
  
• Photoluminescent and gas-sensing properties of ZnO nanowires prepared by an ionic liquid assisted vapor transfer Approach. Journal of Applied Physics, Vol. 112. 2012, Issue 3, 034311.
  K. Subannajui, C. Wongchoosuk, N. Ramgir, Ch. Y. Wang, Y. Yang, A. Hartel, V. Cimalla, M. Zacharias
  
• Role of Carrier Gas Flow and Species Diffusion in Nanowire Growth from Thermal CVD. Journal of Physical Chemistry C, Vol. 116. 2012, Issue 9, pp. 5524–5530.
  A. Menzel, R. Goldberg, G. Burshtein, V. Lumelsky, K. Subannajui, M. Zacharias, Y. Lifshitz
  
• Antisolvent Crystallization Approach to Construction of CuI Superstructures with Defined Geometries. ACS Nano, Vol. 7. 2013, Issue 3, pp. 2820–2828.
  R. Kozhummal, Y. Yang, F. Güder, U.M. Kücükbayrak, M. Zacharias
  
• Large-Scale Nano Piezo Force Position Arrays as Ultrahigh-Resolution Micro- and Nanoparticle Tracker. Advanced Functional Materials, Vol. 23. 2013, Issue 2, pp. 191–197.
  K. Subannajui, A. Menzel, F. Güder, Y. Yang, K. Schumann, X. Lu, M. Zacharias
  
• Tracing the Migration History of Metal Catalysts in Metal-Assisted Chemically Etched Silicon. ACS Nano, Vol. 7. 2013, Issue 2, pp. 1583–1590.
  F. Güder, Y. Yang, U.M. Kücükbayrak, M. Zacharias