Nanokugellithographie

Mit Hilfe der Nanokugellithographie (engl.: nanosphere lithography, NSL) lassen sich regelmäßig angeordnete Strukturen in der Größe von wenigen 10 bis 100 nm (1 nm = ein millionstel Millimeter) auf Oberflächen erzeugen. Dabei werden dicht gepackte Monolagen oder Doppellagen gleich großer Kugeln aus einer kolloidalen Suspension als Masken für das lokale Aufbringen, Entfernen oder chemische Modifizieren kleiner Materialmengen in den Kugelzwischenräumen verwendet. Für das Aufbringen von Material werden vor allem Elektronenstrahlverdampfungsprozesse und Sputterdepositionsverfahren angewandt. Die Vorteile dieses auf einer Selbstorganisation der Kugeln beruhenden Verfahrens liegen in der Anwendbarkeit auf verschiedene Materialsysteme, der Übertragbarkeit auf nicht planare und vorstrukturierte Oberflächen, der einfachen Skalierbarkeit auf große Flächen, dem großen Flächendurchsatz und den sehr geringen Kosten. Für den Materialabtrag werden reaktive Gasplasmen eingesetzt, die ein kontrolliertes Ätzen vieler Materialien ermöglichen. So können die mit Nanokugellithographie hergestellten 2D- in 3D-Strukturen umgewandelt werden. Des weiteren eignen sich nanokugellithographisch strukturierte Oberflächen als Templat für das Wachstum periodisch angeordneter Halbleiter-Nanodrähte, das wir mittels verschiedener Varianten der Gasphasenabscheidung realisieren. Der Lehrstuhl beschäftigt sich mit der Verbesserung des Verfahrens (Maskengröße, Maskenqualität, Metrologie von Maskendefekten, Modifikation von Maskengeometrien) und der Anwendung für die Erzeugung von metallischen Nanodots, plasmonischen Materialien und nanostrukturierten Halbleiteroberflächen (Si, SiO₂, SiN_x, SiC, GaN, GaAs, ...).