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Neue Methode zur Erzeugung regulärer Nanostrukturen
In der Ausgabe vom 3. September berichtet das renommierte amerikanische Wissenschaftsmagazin "Science" von einer revolutionären Entdeckung im Bereich der Nanotechnologie an der RWTH Aachen.
Physikern des Instituts für Halbleitertechnik II der Aachener Hochschule ist es gelungen, mit einem neuartigen Verfahren Halbleiter im Nanometerbereich zu strukturieren. Ein Nanometer ist zehntausendmal kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haares. Wenn man Halbleiter in dieser Größe strukturiert, treten neuartige Effekte auf, die darauf beruhen, dass sich die Elektronen gemäß den Gesetzen der Quantenmecha-nik verhalten. Mit solchen Nanostrukturen sind zukünftige Bauelemente denkbar, die kleiner und schneller als die heutige Elektronik sind und diese in zehn bis fünfzehn Jahren ablösen könnten. Aus diesem Grund wird heutzutage weltweit mit großem Aufwand an der Herstellung solcher Nanostrukturen gearbeitet. Allerdings treten fundamentale Schwierigkeiten auf. So werden die zur Nanostrukturierung benötigten Apparate immer aufwendiger und teurer, je kleiner die erzeugten Strukturen sein sollen.
Das neu entdeckte Verfahren kann man als "atomares Sandstrahlen" verstehen, bei dem Atome beschleunigt werden und großflächig auf einen Halbleiter aufprallen. Dabei zerstören sie in der Regel den Halbleiter und hinterlassen einen verhältnismäßig großen Krater. Durch Zufall entdeckten die Physiker Stefan Facsko und Thomas Dekorsy am Institut für Halbleitertechnik II der RWTH Aachen (Leitung Univ.-Prof. Dr. Hein-rich Kurz), wie mittels dieses Prozesses Halbleiter nicht einfach zerstört werden, sondern Strukturen im Bereich von zehn bis fünfzig Nanometern auf einem Halbleiter erzeugt werden können. Das vollkommen überraschende an dieser Methode ist, dass diese Strukturen sehr regelmäßig angeordnet sind, nämlich in einem Muster, wie es auch Bienenwaben aufweisen. Dieses Muster entsteht von selbst, ohne dass der Halb-leiter in irgendeiner Weise vorbehandelt wird. Man spricht bei solchen Phänomenen auch von "Selbst-Organisation" der Materie. Die beobachtete Musterbildung hat Ähnlichkeiten zu Formen, die jedem auf einer ganz anderen Größenskala bekannt sind, wie etwa regelmäßige Sanddünenformationen in der Wüste oder Sandrippen am Strand. Bei der neuen Methode übernehmen die auf den Halbleiter auftreffenden Atome die Rolle des Windes oder des Wassers.
Nach dieser überraschenden Entdeckung beginnt nun die Arbeit der Wissenschaftler, diese Methode weiterzuentwickeln, ihre Funktionsprinzip vollkommen zu verstehen
und die Methode auf andere Materialien zu übertragen. Gelingt dies, zeichnen sich eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten auf dem Gebiet der Elektronik, Optik und Oberflächenbehandlung ab. Insbesondere kann die neue Methode Nanostrukturen kostengünstiger und auf größeren Flächen produzieren, als es vielen der bekannten Verfahren möglich war. Eine Anmeldung der Entdeckung beim Deutschen Patentamt konnte mit Hilfe der Patentinitiative des Landes NRW erfolgen. Sie ermöglicht, Entdeckungen an Universitäten patentrechtlich zu sichern, bevor sie durch die Veröffentlichung in Fachzeitschriften publik werden.
In der neuesten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins RWTH-Themen zum Thema "Nanotechnologie", die ab dem 13. September bei der Pressestelle der RWTH unter der Rufnummer 0241/80-4327 angefordert werden kann, befindet sich ein ausführlicher Beitrag zu dieser Entdeckung.
Weitere Informationen erhalten Sie bei:
Dr. Thomas Dekorsy
Institut für Halbleitertechnik II
RWTH Aachen
Sommerfeldstr. 24
52056 Aachen
Tel. 0241-807806
FAX 0241-8888246
e-mail: dekorsy@iht-ii.rwth-aachen.de
i.A. Thomas von Salzen
Criteria of this press release:
Electrical engineering, Energy, Information technology, Mathematics, Media and communication sciences, Physics / astronomy
transregional, national
Research projects, Research results
German
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