Bochumer Plasmaforscher schrieben Top Ten Artikel 2006

Wie sich in Plasmen kontrolliert Nanopartikel herstellen, nach Wunsch verändern und dann auf einer Oberfläche platzieren lassen, haben die Bochumer Plasmaforscher um Prof. Dr. Achim von Keudell und Dipl.-Ing. Martin Schulze (Arbeitsgruppe Reaktive Plasmen der Fakultät für Physik und Astronomie der Ruhr-Universität) in einem Beitrag zum renommierten Magazin „Plasma Sources Science and Technology“ 2006 beschrieben. Ihr Beitrag war einer der meistgelesenen und meistgelobten: Er schaffte es unter die Top Ten der Beitrage des letzten Jahres, wie das Magazin jetzt mitteilte.

Nanopartikel kontrollieren und maßschneidern

Technische Plasmen werden genutzt, um Nanopartikel zu erzeugen, die auf konventionellen chemischen Synthesewegen nicht herstellbar sind. Dazu wird ein Plasma in einem reaktiven Gas gezündet und es bilden sich zunächst negativ geladene Makromoleküle, die sich dann zu Nanopartikeln zusammenlagern. Weil diese Nanopartikel negativ geladen sind, bleiben sie zunächst in der Plasmaentladung gefangen und können dort gezielt modifiziert werden. Nach der Einstellung der Partikeleigenschaften im Plasma werden sie in kontrollierter Weise auf einer Oberfläche abgesetzt.

Welche Plasmen sich am besten eignen

Die Arbeitsgruppe Reaktive Plasmen hat sich in den letzten Jahren dieser Synthesemethode am Beispiel von Kohlenstoffnanopartikeln gewidmet und gezeigt, dass sich insbesondere Plasmen mit sehr hoher Elektronendichte (z.B. induktiv gekoppelte Plasmen) für eine kontrollierte Synthese eignen. Die Agglomerationsphase lässt sich durch die Ausnutzung der Rückkopplung zwischen Partikel und Plasma steuern, womit die gezielte Erzeugung gerade sehr kleiner Partikel mit Durchmessern im Bereich von wenigen Nanometern gelang. Diese Studie wurde in Plasma Sources Science and Technology 15, 556 (2006) veröffentlicht und gelangte unter die Top Ten Artikel 2006, die am besten bewertet und am meisten gelesen wurden.

Schaltkreise effizient herstellen

„Die Rückkopplung zwischen Nanopartikeln und Plasmen hoher Elektronendichte wird zunehmend relevant für andere Bereiche der Plasmatechnik, in denen die Bildung von Partikeln unterdrückt werden muss“, erklärt Prof. von Keudell. In der Mikroelektronik werden Plasmen hoher Dichte verstärkt eingesetzt, um integrierte Schaltkreise effizienter herzustellen. In diesen Prozessplasmen werden als Nebenprodukt allerdings auch Nanopartikel hergestellt, die, falls sie auf einen Schaltkreis fallen, diesen funktionsunfähig machen. „Für zukünftige Generationen von Schaltkreisen mit immer kleiner werdenden Strukturen wird es wichtig sein, die unvermeidliche Bildung sehr kleiner Partikel zuverlässig steuern und kontrollieren zu können.“ Die Arbeiten der Arbeitsgruppe leisten einen wichtigen Beitrag für die Entwicklung zukünftiger effizienter Plasmaprozesse.

Gefördert im Sonderforschungsbereich

Diese Arbeiten werden derzeit im Rahmen des SFB591 „Universelles Verhalten Gleichgewichtsferner Plasmen: Heizung, Transport und Strukturbildung“ gefördert.

Weitere Informationen

Dipl.-Ing. Martin Schulze, Prof. Dr. Achim von Keudell, Arbeitsgruppe Reaktive Plasmen, Tel. 0234/32-23688, -23680, E-Mail: martin.schulze@rub.de, achim.vonkeudell@rub.de

Top Ten Liste der Zeitschrift Plasma Sources Science and Technology:
http://www.iop.org/EJ/journal/-page=extra.1/0963-0252
Arbeitsgruppe Reaktive Plasmen: http://www.rub.de/reaktiveplasmen