Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Atome unterm Mikroskop

22.08.2006
Wissenschaftler der TU Berlin entwickelten einzigartiges Gerät zur Beobachtung von Halbleiterkristallen

Erstmals ist es Wissenschaftlern der TU Berlin gelungen, das Wachstum von Halbleiterkristallschichten direkt zu beobachten und zu untersuchen. Das von ihnen in den letzten sieben Jahren entwickelte so genannte Rastertunnelmikroskop erlaubt Einblicke in das Wachstum der Kristallschichten, die in dieser Detailtreue bisher unbekannt waren. Mit Halbleiterkristallschichten baut man zum Beispiel Laserdioden für Laserpointer, CD-Rom-Laufwerke oder Verstärker für Mobilfunkanlagen. Mit dieser Technik wird es zukünftig möglich sein, das Wachstum genau zu kontrollieren.

"Das Kristallwachstum konnte man bislang nur mit optischen Geräten beobachten, die allerdings keine einzelnen Atome detektieren können", erklärt der Projektleiter Dr. Markus Pristovsek vom Institut für Festkörperphysik der TU Berlin. "Unser Mikroskop ist dagegen erstmals in der Lage, das Kristallwachstum in der Gasphase zu beobachten, wobei die Bauteile, die eigentlich für eine maximale Hitzeeinwirkung von 200?C ausgelegt sind, Temperaturen bis zu 600?C aushalten müssen."

Die Schwierigkeiten bei der Entwicklung lagen allerdings nicht nur in den hohen Temperaturen. Pumpen verursachen außerdem elektrische Störungen und Schwingungen, die auf ein Zehntel des Atomdurchmessers gedämpft werden mussten. Daher hielt man es zuvor für unmöglich, unter diesen Bedingungen ein Bild der Oberfläche im Nanometermaßstab zu erhalten. Dass es den TU-Wissenschaftlern nun trotzdem gelang, ist einer speziellen Schwingungsdämpfung und einem speziell entwickelten Kühlmechanismus zu verdanken. Erste Bilder wurden erfolgreich aufgenommen, und zeigten Stufen aus einzelnen Atomen bei Temperaturen bis 600°C, den typischen realen Wachstumstemperaturen, die bisher in anderen Aufbauten noch nie erreicht wurden.

"Dabei wird eine Wolframnadel, an deren Spitze sich ein einziges Atom befindet, im Abstand eines Atomdurchmessers, also Bruchteile eines Nanometers, über eine Oberfläche bewegt", erklärt Markus Pristovsek. "Der je nach Abstand unterschiedliche Stromfluss erlaubt dann, ein Bild der Höhenstruktur und der Position einzelner Atome auf der Oberfläche zu gewinnen." Neueste Ergebnisse zeigen, wie sich die Größe von Quantenpunkten unmittelbar nach dem Wachstum verändert. Das ermöglicht die gezielte Einstellung von Größen und Eigenschaften der Quantenpunkte.

Das neuartige Rastertunnelmikroskop basiert auf einem Prinzip, für das der deutsche Physiker Gerd Binnig zusammen mit seinem Schweizer Kollegen Heinrich Rohrer 1986 den Nobelpreis für Physik erhielt, gleichzeitig mit dem Nobelpreis für das Elektronenmikroskop von Ernst Ruska, den die TU Berlin ebenfalls zu ihren berühmten Forschern zählt.

Die siebenjährigen Entwicklungsarbeiten unter der Leitung von Dr. Markus Pristovsek wurden in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Wolfgang Richter begonnen. Fortgeführt wird es nun von dem neu berufenen Prof. Dr. Michael Kneissl. Finanziert wurden die Arbeiten im Rahmen eines Sonderforschungsbereichs (Sfb 296, Sprecherhochschule TU Berlin: Wachstumskorrelierte Eigenschaften niederdimensionaler Halbleiterstrukturen), dessen Hauptforschungsobjektes Quantenpunkte sind, wie sie zum Beispiel in Halbleiterlasern und anderen optoelektronischen Bauelementen benutzt werden. Die auf lange Sicht angelegte Förderung machte ein solches Projekt erst durchführbar.

Es stehen Videoclips zur Verfügung, auf denen man direkt verfolgen kann, wie Quantenpunkte bei 475°C während der Messung verdampfen sowie eine computeranimierte Aufnahme des Geräts selbst.

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:
Dr. Markus Pristovsek, Technische Universität Berlin, Institut für Festkörperphysik, Tel.: 030- 314-22077, E-Mail: prissi@physik.tu-berlin.de
Internet:
http://www.physik.tu-berlin.de/institute/IFFP/kneissl/research/spm/reaktorloop.mpg

http://www.physik.tu-berlin.de/institute/IFFP/kneissl/research/spm/3x3-1.mpg

Ramona Ehret | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-berlin.de/
http://www.tu-berlin.de/presse/pi/2006/pi192.htm

Weitere Berichte zu: Festkörperphysik Mikroskop Quantenpunkt

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor
23.02.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Kühler Zwerg und die sieben Planeten
23.02.2017 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neurobiologie - Vorausschauend teilen

27.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Energieeffiziente Reinigung von Industrieabgasen

27.02.2017 | Energie und Elektrotechnik

Wie Proteine Zellmembranen verformen

27.02.2017 | Biowissenschaften Chemie