Verfahren zum definierten Abtragen von Material, insbesondere zum Erzeugen eines Nanospaltes, in einer Mikrostruktur

// Nanotechnologien // Optik, Photonik und Lasertechnik // Physikalische Technik
Ref-Nr: 16832

Einleitung / Abstract

Erfindungsgemäß wird ein neues Verfahren zum definierten Abtragen von Material, insbesondere zum Erzeugen eines Nanospaltes, in einer Mikrostruktur vorgestellt, mit dem „sub-5 nanogaps“ erzeugt werden können. Außerdem kann das Verfahren dazu dienen, die nanoskalige Nahfeldverteilung mit einer räumlichen Auflösung von besser als 2 nm zu visualisieren.

Hintergrund

Bekannte Verfahren zum Erstellen von Nanostrukturen sind die Elektronenstrahl Lithographie (EBL) und der Abtrag durch fokussierte Ionen (FIB). Stand der Technik ist, dass mit der EBL Strukturen bis 20 nm und mit dem FIB Strukturen bis 10 nm erzeugt werden können.

Problemstellung

Mit den bekannten Verfahren ist es problematisch einen Nanospalt herzustellen, dessen Breite kleiner als 5 nm ist.

Lösung

Das Verfahren basiert auf „femtosecond laser pulses“. Das Verfahren ist eine Kombination von "focused ion beam milling" und "femtosecond laser driven plasmon-assisted ablation". Die „femtosecond-laser-ablation“ wird räumlich stark auf die Goldatome an der Tailenposition der sanduhrförmigen Struktur fokussiert. Die Goldatome entweichen aufgrund des „plasmon-enhanced thermal effect“. Dadurch, dass die Erwärmung exakt lokalisiert ist, können thermische Schäden effizient vermieden werden. Der Prozess endet, sobald der gewünschte „gap“ gebildet ist und kein thermischer Hotspot mehr vorliegt.

Vorteile

Präzise Steuerung und Erzeugung der „gap size“ bis unter 1 nm. Auflösung der visualisierten nanoskaligen Nahfeldverteilung besser als 2 nm.

Anwendungsbereiche

Fluorescence enhancement / Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) / Nanolithography / Electricaly driven radiation sources.

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