Beschreibung

• Es wird eine Plasmaätzanlage beantragt, mit der Diamant- und Halbleiter-Nanostrukturen hergestellt werden können. Eine vergleichbare Anlage fehlt bislang an der Universität Osnabrück.1. Diamant-Nanostrukturen (Balken, Säulen, etc.) dienen der Verbesserung der Lichtausbeute von NV-Farbzentren in Diamant, die als Quantensensoren für naheliegende Elektronenspinsysteme eingesetzt werden. Die Elektronenspinsysteme sind entweder endohedrale Fullerene, die vor Ort hergestellt und als Quantenbits für die Informationsverarbeitung genutzt werden sollen, oder spinmarkierte Biomoleküle, die der Strukturaufklärung in biologischen Umgebungen dienen. Weitere spintragende molekulare oder anorganische Systeme – z.B. Seltenerd-Nanopartikel – können ebenfalls mit dieser Methode untersucht werden.2. Als Halbleiterstrukturen werden zunächst Feldeffekt-Transistoren untersucht, deren aktives Element je aus einer einzelnen Kohlenstoff-Nanoröhre (CNT) besteht, die auf einem Siliziumträger aufgebracht ist. Die einzelnen CNTs durchlaufen mehrere Prozessschritte und müssen durch universelle Markerstrukturen gekennzeichnet werden. Diese Strukturen sollen durch Trockenätzprozesse aufgebracht werden.3. Magnetische Oxide werden vor Ort in höchster Qualität als ultradünne Schichten hergestellt. Durch laterale Strukturierung dieser Schichten mit Plasmaätzverfahren eröffnen sich neue Möglichkeiten im Bereich der klassischen Spintronik, bspw. durch gezieltes Engineering von Skyrmionen-Strukturen, aber auch einfach durch Integration der magnetischen Oxide in Kontaktstrukturen, bspw. für Kohlenstoff-Nanoröhren Bauelemente, wo sie als Spin-Filter Materialien fungieren.4. Plasmaätzverfahren sind als "top-down" Methoden eine wertvolle Ergänzung zu "bottom-up" Verfahren der Nanostrukturierung, die vor Ort am Institut für Chemie neuer Materialien untersucht werden (z.B. Anodisches Aluminiumoxid, Block-Co-Polymerisation). Eine Kombination beider Verfahren erweitert das Spektrum realisierbarer Nanostrukturen, indem z.B. hochpräzise top-down Master durch innovative Prozesse günstig und großflächig repliziert werden.5. Schließlich wird die Anlage es erlauben, die Oberfläche nasschemisch präparierter Nanostrukturen gezielt zu modifizieren bzw. zu passivieren, was vor allem für die Optimierung der optischen Eigenschaften von Seltenerd- sowie LiNbO3-Nanopartikeln von Interesse ist.

Projektlaufzeit

• 18.09.2019 - 17.09.2020