Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Großgerät zur Bearbeitung von Nanomaterialien

12.06.2009
Einweihung der neuen "Nanowerkbank"

Schneiden, hobeln, fräsen, schweißen... Die Klassiker der Material-bearbeitung gibt es auch in der Nanowelt. Doch wie realisiert man ein Werkzeug, mit dem Dinge hergestellt werden können, die tausend Mal kleiner sind als das kleinste Bauteil in einer Armbanduhr?

Ionen, also geladene Atome, schaffen dieses Kunststück. Beschleunigt und gebündelt durch elektrische und magnetische Felder können sie mit Nanometer-Präzision auf Oberflächen geschossen werden, wo sie wie ein Sandstrahl Material abtragen.

Ein solches Focussed-Ion-Beam-Gerät (FIB) konnte dank einer Verbundfinanzierung des Landes NRW, der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der UDE für 1,35 Mio Euro beschafft werden und ist jetzt nach einer mehrmonatigen Installationsphase in den Reinräumen der Physik in Betrieb gegangen. Prof. Dr. Axel Lorke: "Damit ist uns ein weiterer wichtiger Schritt gelungen, um durch die Kombination unterschiedlicher Techniken Materialbearbeitung und Charakterisierung mit einer Auflösung bis zu einem millionstel Millimeter möglich zu machen, -- also quasi eine Nanowerkbank aufzubauen."

Hauchdünne Lamellen schneiden

Bereits seit einigen Jahren gibt es in den Reinräumen ein Rasterkraft mikroskop, das mit Nanometer-Genauigkeit Oberflächen abtasten kann, ein Rasterelektronenmikroskop, mit dessen Elektronenstrahl sich beliebige Strukturen auf Oberflächen ,schreiben' lassen, und ein Transmissions-Elektronenmikroskop, das mit atomarer Auflösung kleinste Kristallstrukturen durchleuchten kann. Das neue Ionenstrahl-Gerät ergänzt und komplementiert die vorhandenen Technologien. So kann es beispielsweise hauchdünne Lamellen aus Proben schneiden, deren Struktur dann im Transmissions-Elektronenmikroskop untersucht wird.

Eine Besonderheit des neuen Geräts ist, dass zusätzlich zum fokussierten Ionenstrahl auch ein Elektronenmikroskop integriert ist. Mit ihm kann man dem Ionenstrahl quasi bei der Arbeit zusehen und bereits während der Bearbeitung das Ergebnis kontrollieren. Darüber hinaus verfügt die neue Anlage über die Möglichkeit, spezielle Gase in den Probenraum einzulassen. Dadurch wird die Wirkung des Ionenstrahls umgekehrt, er trägt nun nicht mehr das Material von der Oberfläche ab sondern zersetzt das Gas an der Oberfläche, so dass sich dessen Bestandteile, beispielsweise Metalle oder Isolatoren, dort niederschlagen. Auf diese Weise können elektrische Kontakte hergestellt oder verschiedene Teile miteinander verschweißt werden.

Logo in ein Haar eingraviert

Betreut wird die FIB-Anlage von Dr. Martin Geller und Mathias Bartsch.
Sie steht jedoch allen Mitgliedern des Nanozentrums Duisburg-Essen
(CeNIDE) offen und ist auch für externe Kooperationspartner zugänglich.
"Die neue Nanowerkbank fügt sich somit ideal in das Konzept der Universität ein, das bestehende Knowhow zu einem Zentrum für Nanoanalytik zusammenzufassen", freut sich Prof. Michael Farle, Prorektor für Forschung, wissenschaftlichen Nachwuchs und Wissenstransfer der Universität Duisburg-Essen.
Als erste Demonstration der Leistungsfähigkeit und Nutzerfreundlichkeit haben Geller und Bartsch das CeNIDE-Logo in ein Haar eingraviert. Das klingt zwar beeindruckend, schöpft aber die Fähigkeiten der FIB längst nicht aus. "Wir hätten die Struktur im Prinzip auch hundertmal kleiner machen können. Aber dann hätte man auf dem im Vergleich dazu 'riesigen'

Haar nichts mehr erkennen können", erläutert Geller.

Die Einsatzmöglichkeiten der Nanowerkbank sind vielfältig. Erste Arbeiten befassen sich mit Strom-induzierten Defekten, ein wichtiges Thema in Computer-Chips, in denen diese Defekte zum Totalausfall der Transistoren führen können. Auch die Eigenschaften von völlig neuartigen Halbleitern auf der Basis von Nanopartikeln können nun mit besserer Auflösung untersucht werden. Darüber hinaus sollen maßgeschneiderte Schaltkreise für die Untersuchung von magnetischen Nanostrukturen hergestellt werden, mit denen innovative Konzepte für die Informationsverarbeitung und --speicherung getestet werden können.

Hinweis für die Bildredaktion: das Foto mit dem in ein Haar eingravierten CeNIDE-Logo können Sie unter http://www.uni-due.de/de/presse/pi_fotos.php herunterladen.

Weitere Informationen: Dr. Martin Paul Geller, T. 0203/379-3309, martin.geller@uni-due.de

Redaktion: Beate H. Kostka, Tel. 0203/379-2430, beate.kostka@uni-due.de

Beate H. Kostka | Universität Duisburg-Essen
Weitere Informationen:
http://www.uni-due.de/de/presse

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Bildung Wissenschaft:

nachricht Digitales Know-how für den Mittelstand: Uni Bayreuth entwickelt neuartiges Weiterbildungsprogramm
28.09.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Physik-Didaktiker aus Münster entwickeln Lehrmaterial zu Quantenphänomenen
22.09.2017 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Bildung Wissenschaft >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie