CD-Labor für Direkte Fabrikation von 3D Nanosonden

Projekt: Foschungsprojekt

Beschreibung

Im Nanometerbereich sind komplexe, freistehende 3D Architekturen mit definierten Geometrien und verunreinigungsfreien Materialeigenschaften sehr schwer herstellbar. Basierend auf dieser Herausforderung, fokussiert sich dieses CD-Labor auf die Grundlagen sowie den Technologietransfer einer neuartigen 3D-Nanoprinting Technologies, welche im Anschluss für die Fabrikation von 3D Nanosonden verwendet werden soll. Das Forschungsprogramm konzentriert sich auf die Fabrikationstechnologie Focused Electron Beam Induced Deposition (FEBID), die im Bereich der direkten Herstellungsverfahren eine immer stärker werdende Rolle einnimmt. Ein Alleinstellungsmerkmal dieser Methode ist die Möglichkeit, freistehende 3D-Nanostrukturen mit einem hohen Maß an Design-Flexibilität auf nahezu jeder Oberfläche direkt herzustellen. Während die grundlegenden Mechanismen der Herstellung flacher oder voluminöser Strukturen mit FEBID mittlerweile gut verstanden werden, steht die Forschung bei komplexen, freistehenden 3D-Architekturen noch am Anfang. Neben der generellen Fabrikationsproblematik weisen typische metallbasierte FEBID-Materialien einen nicht zu vernachlässigenden Kohlenstoffgehalt auf, welcher die gewünschten Eigenschaften der Nanosonden verschlechtert oder vollständig unterbindet. Obwohl in den letzten Jahren verschiedene Verfahren eingeführt wurden, die Verunreinigungen aus planaren Strukturen vollständig entfernen, ergeben sich für 3D-Strukturen neue Herausforderungen. Im Detail führt der Volumsverlust während der chemischen Aufreinigung zu räumlichen Spannungen, welche die strukturelle Integrität der 3D-Nanoarchitekturen negativ beeinflussen und zu massiven Verformungen führen. Im Rahmen dieses CD-Labors werden die hier zu Grunde liegenden Mechanismen im Detail untersucht, um den chemischen Transferprozess anzupassen und die ursprüngliche Architektur beizubehalten. Dieses CD-Labor beschäftigt sich mit der kontrollierten Herstellung von freistehenden 3D-Nanostrukturen, welche definierte, verunreinigungsfreie Materialeigenschaften aufweisen. Diese bilden die Basis für Proof-of-Principle Studien mit dem Ziel, die Möglichkeiten dieser neuartigen 3D-Nanosonden zu erforschen. Solche Sonden kommen insbesondere in der Rasterkraftmikroskopie zur Anwendung. Die flexible Fabrikation und / oder Modifikation der Sonden mit einem FEBID-basierten 3D-Nanodrucker eröffnet völlig neue Möglichkeiten im Bereich der hochlokalisierten Materialanalyse, die gegenwärtig nicht verfügbar sind.
StatusLaufend
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/03/1829/02/20