Von der Nano-Lochmaske zum Quantencomputer

21. September 2004, 21:06
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Gezielte Bearbeitung von Materialien auf atomarer Ebene

Wissenschaftler der Universität Kassel haben eine intelligente Nano-Lochmaske entwickelt. Die Maske kann einzelne Teilchen oder Cluster nanometergenau auf eine Materialoberfläche lenken und so die physikalischen Eigenschaften des Materials verändern.

Spitze

Ausgangsmaterial der Lochmaske ist die winzige Spitze eines Rasterkraftmikroskops, die die Form einer auf den Kopf gestellten Hohlpyramide hat. Die Schwierigkeit bei der Herstellung einer solchen Lochmaske bestand darin, in der Spitze aus Siliziumnitrid, eine Öffnung von nur wenigen Nanometern Größe zu erzeugen (ein Nanometer entspricht einem Milliardstel Meter).

Mit einem fokussierten Ionenstrahl, einem gebündelten Strahl geladener und beschleunigter Atome, ist es den Wissenschaftlern nun gelungen, Löcher von etwa 100 Nanometern Durchmesser zu "bohren". Der Trick der Nano-Wissenschaftler war dabei, dass sie, nachdem sie die Pyramidenspitze mit dem Ionenstrahl beschossen hatten, am Rand der winzigen und dennoch viel zu großen Öffnung, eine dünne Platinschicht abschieden und damit den Durchmesser des Lochs auf nur fünf Nanometer verkleinerten. Die so präparierte Spitze des Rasterkraftmikroskops kann mit Hilfe eines Sensors Oberflächen "abtasten" und als Lochmaske Ionen, Atome oder ganze Teilklumpen beliebiger chemischer Elemente naonmetergenau an bestimmte Positionen der Oberfläche lenken.

Gezielt

"Die Nano-Lochmaske erlaubt uns Materialien auf atomarer Ebene gezielt zu bearbeiten", erklärt Rainer Kassing, wissenschaftlicher Leiter des Instituts für Mikrostrukturtechnologie und Analytik (IMA). Diese Technologie ist ein wichtiger Schritt zur Verwirklichung nanoelektronischer Bauteile wie Transistoren, Nano-Speicher oder des Quantencomputers. Entstanden ist das Werkzeug in der Arbeitsgruppe von Ivo Rangelow am IMA. (pte)

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