Goldkettchen in Nanogröße

Foto: Einige Plastikkettchen

Professor Eckart Hasselbrink und Dr. Nils Hartmann haben ein neues Laserverfahren entwickelt, mit dem Materialoberflächen - etwa das Halbleitermaterial Silizium - noch präziser bearbeitet werden können. Leistungsfähigere elektronische Schaltkreise herzustellen, setzt die Möglichkeit voraus, auf dem Trägermaterial immer kleinere Strukturen erzeugen zu können, und das funktioniert nur durch immer genauere Verfahren.

"Wir schreiben mit einem fokussierten Laser auf einem beschichteten Stück Silizium ähnlich wie mit einem Stift auf einem Blatt Papier", erklärt Hartmann. Der Laserspot, mit dem die Forscher auf der Oberfläche der Siliziumproben schreiben, hat eine Größe von zweieinhalb Mikrometern.

"Die Proben mit einem Laserspot dieser Größe zu bearbeiten, ist an sich keine große Kunst", führt Hartmann aus. "Das Besondere ist vielmehr, dass die Strukturen, die wir erzeugen, noch um ein Vielfaches kleiner sind als der Laserspot selbst, nämlich deutlich unterhalb von 100 Nanometern."

Um das zu ermöglichen, stellen die Chemiker der UDE zuerst eine besonders stabile, ultradünne Beschichtung auf der Siliziumprobe her: Sie erwärmen das Silizium im Bereich des Laserspots, strukturieren die Schicht jedoch nur dort, wo die höchsten Temperaturen erreicht werden, also im Zentrum des Laserspots.

In weiteren Schritten wird die Beschichtung dann chemisch verändert, um die winzig kleinen Goldkugeln anbinden zu können. Hierzu werden die Proben in eine Lösung dieser Gold-Nanopartikel eingetaucht. In den strukturierten Bereichen ordnen sich die Goldkugeln dabei in Form von Ketten an. "Solche metallischen Nanostrukturen sind hochinteressant, da sie besondere elektronische und optische Eigenschaften besitzen", sagt Hartmann. "So könnten sie beispielsweise als miniaturisierte Lichtleiter zur ultraschnellen Datenübertragung in neuartigen Computerchips eingesetzt werden. Auf dem Weg dorthin sind natürlich noch viele Fragen zu klären und Aufgaben zu lösen. "

COMPAMED.de; Quelle: Universität Duisburg-Essen