Charakterisierung von Nanomaterialien auf kleinsten Längenskalen

Blockcopolymere erlauben die Erzeugung kleinster Strukturen auf der Oberfläche von Halbleitern.

Materialien, die im Bereich weniger Nanometer strukturiert sind, sind für zukünftige Computer­chips, Energie­wandlungs- und -speicherungs­prozesse oder molekulare Siebe unerlässlich. Ein inter­nationales Forscherteam hat jetzt die sequenzielle Infiltrations­synthese in nano­struktu­rierten Polymeren untersucht. Damit wollen die Wissen­schaftler die Möglich­keiten zur Charakte­ri­sierung von Material­eigen­schaften auf kleinsten Längen­skalen verbessern.

Abb.: An der Uni Pader­born arbeitet das Team um Physiker Jörg Lindner mit...
Abb.: An der Uni Pader­born arbeitet das Team um Physiker Jörg Lindner mit nano­struk­tu­rierten Block­co­poly­meren. Block­co­poly­mere er­lauben die Er­zeu­gung klein­ster Struk­turen auf Halb­leiter­ober­flächen und damit zu­kunfts­wei­sende Ver­fahren, um mikro­elek­tro­nische Bau­ele­mente der näch­sten Gene­ra­tion weiter zu mini­a­tu­ri­sieren. (Bild: U: Pader­born)

An der Studie beteiligt ist auch ein Team der Uni Paderborn um Physiker Jörg Lindner, das mit nano­struktu­rierten Block­copoly­meren arbeitet. Dabei handelt es sich um miteinander verknüpfte Polymer­ketten, die selbst­organisiert regel­mäßige Muster bilden und damit verschiedenste Anwendungen ermöglichen. „Die Beherrschung der Selbst­organisation von Block­copoly­meren hat in den vergangenen Jahren rasante Fortschritte gemacht“, sagt Lindner. Um diese Entwicklung weiter voran­zu­treiben, müssen allerdings zerstörungs­freie Methoden zur Charakte­ri­sierung der Material­eigen­schaften erweitert werden.

Blockcopolymere erlauben die Erzeugung kleinster Strukturen auf Halb­leiter­ober­flächen und damit zukunfts­weisende Verfahren, um mikro­elektronische Bauelemente der nächsten Generation weiter zu miniatu­ri­sieren. Die damit erreich­baren Struktur­größen sind nur durch die Länge der Polymer­ketten bestimmt und können daher kleiner werden als Strukturen, die man selbst bei größtem Aufwand mit herkömm­lichen Techniken herstellen kann. Durch die voran­schreitende Miniatu­ri­sierung ergibt sich gleich­zeitig ein Bedarf an neuen Messmethoden und Größen­standards, um entsprechend kleine Strukturen zu analysieren.

Auch hier helfen Block­co­polymere. Allerdings erst, nachdem die chemischen Unterschiede zwischen den beteiligten Polymer­sorten durch die selektive Veränderung eines der Polymere gesteigert wurden. „Durch den selektiven Einbau von Aluminium­oxid mittels sequen­tieller Infiltrations­synthese lassen sich Nano­strukturen herstellen, an denen solche neuen Mess­verfahren erprobt werden können“, erklärt Lindner.

U. Paderborn / RK

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