Ionenstrahlen lassen Nano-Drähte wachsen

Foto: Nanodraht mit 50 nm Durchmesser

Um die feinen Nano-Drähte herzustellen, haben Physiker im Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD) einen fein gebündelten Ionenstrahl, einen Strahl aus schnellen, elektrisch geladenen Atomen, benutzt. Dr. Lothar Bischoff erläutert die Vorgehensweise so: "Mit der Technik des fein gebündelten Ionenstrahls haben wir eine Art Nano-Werkzeug zur Verfügung, mit dem es mühelos gelingt, die Materialoberfläche bis in eine Tiefe von 50 Nanometern zu bearbeiten und in dieser Tiefe die Atome zu deponieren, in der sich später der Nano-Draht bildet.“

Dabei gelänge es, den Ausgangspunkt des Drahtes und die Länge exakt zu bestimmen. Die Probe werde dann aufgeheizt und selbstorganisierende Keimbildungs- und Wachstumsprozesse führten zur Bildung des endgültigen Nano-Drahtes.So ist es jetzt gelungen, Nano-Drähte mit Durchmessern von zehn bis 20 Nanometern und in Längen von bis zu zehn Mikrometern herzustellen.

Die Herstellung besteht aus zwei Schritten: Zunächst bedampft man die Rückseite einer Silizium-Scheibe mit einem dünnen Kobaltfilm. Anschließend werden mit dem fein gebündelten Ionenstrahl Ionen in die Vorderseite der Silizium-Scheibe implantiert, wo diese gezielt Kristalldefekte erzeugen, die quasi als Keimlinge für das Wachstum der Nano-Drähte fungieren.

Während eines nachfolgenden Temperschrittes entsteht im Ergebnis ein Kobaltdisilizid-Draht im Silizium-Wafer. Dieses Kobaltdisilizid ist ein geeignetes Material für die Silizium-Technologie, da es dem Silizium in seiner Gitterstruktur sehr ähnlich ist und eine sehr gute Leitfähigkeit hat, so dass der Einsatz von Kobaltdisilizid-Drähten als Elemente von elektronischen Strukturen oder für die "Verdrahtung" zwischen Bauelementen denkbar ist.

COMPAMED.de; Quelle: Forschungszentrum Dresden-Rossendorf