Ein molekularer Ansatz zur Herstellung elektrisch funktioneller Nanostrukturen mittels Dip-Pen-Nanolithographie (DPN)
Final Report Abstract
Im Rahmen dieses Projekts wurden zur Verwendung in der DPN eine Vielzahl von Metallnanopartikel- und metallsalzhaltigen Tinten entwickelt und damit unterschiedliche Metall- und Metalloxid-Strukturen hergestellt. Während der Projektlaufzeit konnten alle geplanten Arbeitspakete angegangen, jedoch nicht in allen Aspekten erfolgreich abgeschlossen werden. Das Erstellen vor Strukturen aus Metallnanopartikeln erwies sich als schwer kontrollierbar. Einerseits war direktes Schreiben von Metallnanopartikeln nicht erfolgreich, andererseits gelang die Kopplung von Partikeln auf mittels DPN strukturierten Substraten nur mit moderater Reproduzierbarkeit. Metallische, elektrisch leitfähige Strukturen wurden erfolgreich hergestellt und die Ergebnisse publiziert. Muster aus Metalloxiden konnten ebenfalls erzeugt und erste gassensorische Messungen daran durchgeführt werden. Die damit erzeugten Strukturen sind aber hinsichtlich der elektrischen und gassensorischen Eigenschaften noch vergleichsweise instabil, was eine weitere Optimierung der Prozessschritte erfordert. Eine Weiterentwicklung der bis jetzt ermittelten Tintenrezepturen ist notwendig. Die im Projekt erzielten Ergebnisse dienten einerseits zur erfolgreichen Einwerbung eines Teilprojektes im SFB 917. Trotz diverser Schäden an der Hardware und der nicht vollständigen Erreichung der avisierten Projektziele hat sich die DPN als eine äußerst wertvolle und vielseitige Methode zur Erzeugung von elektrisch funktionellen Strukturen auf variablen Oberflächen erwiesen, was unsere Arbeitsmöglichkeiten und neue Projektansätze weiter befördert hat. Darüber hinaus ist die Methode für die studentische Ausbildung auf Bachelor-, Master- und Promotionsniveau von großem Wert, da sie ein wichtiges Bindeglied zwischen den eher konventionellen lithographischen Strukturierungsmethoden, wie sie in der Physik und Elektrotechnik gelehrt werden, und den chemischen basierten Selbstorganisationsprozessen darstellt.
Publications
- Fabrication of Modular Metallic Nanostructures by Dip-Pen Nanolithography, MRS Fall Meeting 2011, Boston, USA
S. Gilles, M. Noyong, U. Simon
- Challenging Material Patterning: Fine Lithography on Coarse Substrates, Scanning, 2013, Article first published online: 29 OCT 2013
S. Gilles, A.-K. Steppert, M. Barth, L. Niewoehner, U. Simon
(See online at https://doi.org/10.1002/sca.21126) - Dip-Pen-Based Direct Writing of Conducting Silver Dots, Journal of Colloid and Interface Science, 2013, 406, 256-262
S. Gilles, A. Tuchscherer, H. Lang, U. Simon
