Kontrollierte additive Abscheidung metallischer Nanostrukturen mittels fokussierter weicher Röntgenstrahlen

• Antragsteller: Dr. Andreas Späth
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 400181425

Abscheidung durch fokussierte Röntgenstrahlung (FXBID) ist ein neuer Ansatz zur kontrollierten Herstellung metallischer Nanostrukturen.Er kombiniert die Konzepte Röntgenlithographie und Abscheidung aus metall-organischen Precursormolekülen mittels fokussierter Elektronen. Da FXBID durch Röntgenabsorption induziert wird, hängen die Depositionsraten von der Energie der einfallenden Photonen ab. Dies ermöglicht energieabhängige Gewinnung von Nanostrukturen. Vorläufige Studien des Antragsstellers und seiner Kooperationspartner haben die Realisierbarkeit dieses Konzepts prinzipiell nachgewiesen. Im nächsten Schritt ist ein grundlegenderes Verständnis der Prozesse bei der Precursorfragmentierung erforderlich. Hierzu werden Gasphasenexperimente durchgeführt bezüglich der energieabhängigen Zerfallskanäle lichtangeregter Precursormoleküle und der resultierenden Fragmentierungsraten die durch die Wechselwirkung mit Sekundärelektronen entstehen. Diese Studien schaffen eine Verbindung zwischen einfallender Photonenenergie und resultierender Abscheiderate mit dem Ziel die Energieselektivität von FXBID zu verbessern. Weitere Untersuchungen zu den Wechselwirkungen von Precursor und Substrat sowie zu In-situ-Reinigungsprozessen (z.B. gleichzeitige Dosierung reaktiver Gase, Tempern, heißes Substrat etc.) werden die optimalen experimentellen Bedingungen abgrenzen um reine Metallstrukturen mit interessanten elektronischen und/oder magnetischen Eigenschaften zu erhalten. Mittels hochauflösender Fresnel-Zonenplatten wird die Auflösungsgrenze von FXBID untersucht. Abschließend werden Eigenschaften und Grenzen von FXBID-Nanostrukturen evaluiert.Das vorgeschlagene Projekt adressiert mehrere Fragestellungen zu den wissenschaftlichen Grundlagen von FXBID und wird das Potential der Methode als Alternative zu etablierten Technik zur Herstellung von Nanostrukturen aufzeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Italien, Schweiz
• Kooperationspartner: Dr. Kevin Prince; Dr. Jörg Raabe
• Mitverantwortlich: Benedikt Rösner