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Nano Ib/2002

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Presseinformation Nano Ib/2002

Nanotechnologie-Kompetenzzentrum "Ultradünne funktionale Schichten" auf der Hannover-Messe 2002




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Optokoppler-Struktur auf einem Siliziumwafer auf der Basis blau-violetter Elektrolumineszenz
(Foto: Nano-CC-UFS)
 




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Präzisions-Röntgenspiegel für die Röntgendiffraktometrie, hergestellt mittels Puls-Laser-Abscheidung
(Foto: Fraunhofer IWS Dresden)

 

Ultradünne Schichten - Ein Schlüsselelement der Nanotechnologie

Ein Beispiel, welches das Nanotechnologie-Kompetenzzentrum "Ultradünne funktionale Schichten" (Nano-CC-UFS) auf dem Stand G16 in Halle 27 (Gemeinschaftsstand "SurfPlaNet") auf der diesjährigen Hannover-Messe vom 15.04. - 20.04.2002 vorstellt, ist die Realisierung blau-violetter Elektrolumineszenz aus Silizium. Die Lichterzeugung erfolgt dabei aus nur wenigen Nanometer großen Nanostrukturen (z.B. Silizium oder Germanium), die in Siliziumdioxidschichten eingebettet sind. Der Herstellungsprozeß basiert vollständig auf der herkömmlichen Siliziumtechnologie. Damit sind die Lichtquellen auch in konventionelle Chips integrierbar. Die direkte Integration auf einem Silizium-Chip stellt einen entscheidenden Vorteil gegenüber herkömmlichen Hybrid-Technologien dar. Die erzielbaren Datenraten sind jedoch leider für den Einsatz in der optischen Chip-Kommunikation noch zu gering. Die Entwicklung lässt sich jedoch auch in anderen Bereichen einsetzen, da aufgrund der guten Strukturierbarkeit dichte Arrays von Lichtemittern aufgebaut werden können, die im Sensorik-Bereich interessant sind. In derzeitigen Tests wird von der nanoparc GmbH Dresden, einem Spin-off des Forschungszentrums Rossendorf bei Dresden, die Anwendung für die Fluoreszenz-Analytik in der Bio-Sensorik untersucht. Da die Kombination der Lichtemitter mit integrierten Lichtempfängern - sozusagen ein integrierter Optokoppler - von den Rossendorfer Forschern bereits erfolgreich getestet wurde, gehen die Aktivitäten nun weiter in Richtung neuartiger Lab-on-Chip-Systeme, die zukünftig eine kostengünstige und schnelle Alternative zu aufwändigen Labortests darstellen werden. Auch hier ist die Realisierung in Siliziumtechnologie ein entscheidender Vorteil; ist doch damit die Schnittstelle zur Mikrosystemtechnik garantiert. Zudem ist die Umsetzung auf der Basis von Silizium kostengünstig und damit vielversprechend für Einweg-Analysechips.

Ein weiteres Beispiel, welches wir in Hannover präsentieren werden, sind Technologien zur ultrapräzisen Großflächenabscheidung extrem dünner, röntgenoptisch aktiver Wechselschichten mit wenigen Nanometern Dicke. Diese werden derzeit als strahlformende Röntgenoptiken in stark wachsendem Maße in der Röntgenanalytik eingesetzt. Weiterhin stellen diese Multischichtsysteme als Interferenzoptiken auf der Basis des Materialsystems Mo/Si eine zentrale Komponente für das Lithographieverfahren der nächsten Generation bei einer Wellenlänge im Bereich von 13,4 nm (EUV) dar.

Im angebrochenen "Jahrhundert des Photons" gewinnt nicht nur die Abscheidung sehr dünner, wenige Nanometer-dicker Schichten immer mehr an Bedeutung. Es sind in besonderem Maße auch die Möglichkeiten, die sich aus der angepassten Dickenverteilung auf realen dreidimensionalen Oberflächen in der Anwendung ergeben. Der Herausforderung, Präzision im atomaren Maßstab auf Flächen bis zu 150 mm Durchmesser zu erreichen, haben sich die Forscher des Fraunhofer-Institutes für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden mit Unterstützung der Firma Pink GmbH Vakuumtechnik Wertheim und des BMBF gestellt. Die Abscheidung erfolgt sowohl auf ebenen als auch auf gekrümmten Substraten unter Einsatz der Magnetron-Sputtertechnologie und der Pulse Laser Deposition (PLD). Im Ergebnis wurden auf Flächen von 6" Durchmesser Abweichungen von der Solldicke im Bereich unterhalb 0,1 % erzielt. Innerhalb eines Durchmessers von 4" liegen diese Abweichungen sogar unter 0,05% der Solldicke. Das entspricht einer Abweichung von ca. 3 pm bei einer Periodendicke von 7 nm. Damit werden die Homogenitätsanforderungen für eine Vielzahl von Anwendungen in der Licht- und Röntgenoptik sowie in der Mikroelektronik erfüllt.

Die Nanotechnologie gehört zu den Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts. Dabei geht es nicht um eine Fortsetzung der Mikrotechnik, sondern um neue intelligente Systeme, die unser gewohntes Umfeld systematisch verändern werden. Um bereits existierende Forschungsergebnisse aus den Instituten und Hochschulen einerseits und den sich entwickelnden Bedarf seitens der Industrie andererseits besser bündeln zu können, wurden im Oktober 1998 die Nanotechnologie-Kompetenzzentren in Deutschland errichtet. Bereits jetzt gibt es industriell verfügbare Nanotechnologien und Nanoprodukte. Dabei erfordern zahlreiche technische Anwendungen Werkstoffe, die bei geringstem Platzbedarf komplexe Funktionen zuverlässig erfüllen. Realisierbar wird dies oft nur durch ein ausgeklügeltes "Gefüge-Design", bei dem Grundwerkstoff und fremde Phasen in Größe und Anordnung bis in den Nanometerbereich strukturiert werden können.

Zur konsequenten Erschließung der industriellen Anwendungsmöglichkeiten der Nanotechnologien haben 44 Unternehmen, 10 Hochschulinstitute, 21 außeruniversitäre Forschungseinrichtungen sowie 5 Verbände ihr Know-how gebündelt und sich zum Nanotechnologie-Kompetenzzentrum "Ultradünne funktionale Schichten" zusammengeschlossen.

Besuchen Sie uns auf der Hannover-Messe vom 15. - 20.04.2001 in Halle 27 Stand G16.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:

Nanotechnologie-Kompetenzzentrum "Ultradünne funktionale Schichten"
(Nano-CC-UFS)
Geschäftsstelle im Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden
01277 Dresden, Winterbergstr. 28

Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Dr. Ralf Jäckel
Telefon: (0351) 25 83 444 oder (0172) 84 20 734
Telefax: (0351) 25 83 300
E-mail: ralf.jaeckel@iws.fraunhofer.de

Internet: http://www.nanotechnology.de

Attraktive Fotos stellen wir Ihnen auf Wunsch gern zur Verfügung.


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Dr. Ralf Jäckel
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