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(00175) 26.06.2001 13:48

Nanoelektronik: Kleinste Brücke der Welt in Bochum


Bochum, 26.06.2001
Nr. 176

Kleinste Brücke der Welt in Bochum
Nanoelektronik: Von Teilchen und Wellen
Mit Mikroskopen Furchen pflügen

Etwa alle fünf Jahre verkleinern sich elektronische
Einzelbauelemente um die Hälfte. Wie lange kann das noch so
weitergehen, ohne dass die Chipindustrie auf unüberwindliche
physikalische Grenzen stößt? Mit winzigen Strukturen
experimentieren die RUB-Elektrotechniker um Prof. Dr.-Ing.
Ulrich Kunze (Lehrstuhl für Werkstoffe der Elektrotechnik).
Als Nebenprodukt bei der Herstellung von
Halbleiter-Nanostrukturen entstand die nur 12 nm dicke
kleinste Silicium-Brücke der Welt.

Bilder im Netz

Bilder zum Herunterladen zu dieser Presseinfo finden Sie im
Internet:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/rubin/rbin1_01/fotodownload.htm

Ultrakleine Bauelemente verhalten sich anders als große

Ab einer gewissen Winzigkeit von Chips wird man vielleicht
in ferner Zukunft mit normalen Methoden nicht mehr
weiterkommen, weil so genannte „Quanteneigenschaften“ zum
Tragen kommen: Elektronen haben eine Doppelnatur; sie sind
mal Teilchen und mal Welle. In ultrakleinen Strukturen kommt
es unter Umständen zu Elektronenwellen, die sich verstärkend
oder auslöschend überlagern und die Eigenschaften
elektronischer Bauelemente verändern. Dieser für die
Chiphersteller ungewohnte und unliebsame Umstand eröffnet
Wissenschaftlern jedoch eine Spielwiese. Sie versuchen im
Labor, winzigen Bauteilen mit verschiedenen Techniken
Strukturen zu geben.

Beschichten, Ritzen, Ätzen – eine Brücke entsteht

Eine Möglichkeit dazu ist die Elektronenstrahllithographie.
Diese Technik beruht auf einem Rasterelektronenmikroskop,
das mit Hilfe eines Zusatzgerätes zum Schreiben auf Proben
dienen kann. Die Probe wird dazu mit einem dünnen
Polymerfilm beschichtet, in den der Elektronenstrahl Linien
ritzt. Die Probe wandert dann nach einem Entwicklerbad, das
die Probe unter der Linie endgültig freilegt, in eine
Ätzlösung. Unter der Linie entsteht ein Graben, dessen
Abmessungen die Forscher durch Ätzdauer und Art der
Ätzlösung bestimmen können. Durch die Verwendung mehrerer
Materialien zur Beschichtung, die auf unterschiedliche
Ätzlösungen reagieren, gelang es, unterbrochene Gräben
herzustellen. An der Stelle einer besonders kleinen
Unterbrechung im Graben entstand sie dann: Die kleinste
Brücke der Welt. Ihre Dicke entspricht dem 50-fachen Abstand
zwischen benachbarten Atomen.

Keine Spielerei

Die Miniatur-Baukunst ist jedoch keine bloße Spielerei: Mit
Hilfe von verschiedenen Beschichtungen, Strukturen und ihren
Engstellen lässt sich das Verhalten von Elektronen in
Halbleitern beeinflussen. So steuern die Wissenschaftler z.
B. durch gezielte Barrieren und Engstellen die
Wellenbewegungen der Elektronen und weisen dies auch
experimentell nach – ein Meilenstein auf der Suche nach
verwertbaren Quanteneffekten für neue Bauelemente der
Nanoelektronik.

RUBIN 1/01 erschienen

Den vollständigen Beitrag lesen Sie in RUBIN 1/01. Dort
finden Sie außerdem folgende Themen: Alarm in der U-Bahn:
Mit „NADiS“ sicher aus dem Tunnel; Krebsgen gegen
Nervenleiden; Chemische Tricks mit molekularen Klümpchen;
Checkpoint im Gehirn: Jetzt in der Kulturschale; Simulation
Intelligenter Netze; Der Islam und die europäische Kultur;
Münzen machen Geschichte. RUBIN ist in der Pressestelle der
RUB für 5 DM erhältlich.

Weitere Informationen

Prof. Dr.-Ing. Ulrich Kunze, Lehrstuhl für Werkstoffe der
Elektrotechnik, Fakultät für Elektrotechnik und
Informationstechnik der Ruhr-Universität Bochum, 44780
Bochum, Tel. 0234/32-22183/-22300, Fax: 0234/32-14166,
Email: kunze@lwe.ruhr-uni-bochum.de

Bildunterzeilen

Abb. 1: Si-Brücke von 20 nm Breite, 12 nm Dicke und 360 nm
Länge, die etwa 45 nm über dem SiGe-Boden aufgespannt ist.
Die hellen Säume an den Rändern repräsentieren unterätzte
Si-Überstände.
Abb. 2: Bei der Arbeit im sog. Reinraum: Das wichtigste
Arbeitsgerät ist das Rasterelektronenmikroskop (REM) -
eigentlich zum Abbilden kleiner Strukturen gedacht,
„zeichnet“ es hier die Nanostrukturen vor.


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Mit freundlichen Gruessen

Dr. Josef Koenig
RUB - Ruhr-Universitaet Bochum
- Pressestelle -
44780 Bochum
Tel: + 49 234 32-22830, -23930
Fax: + 49 234 32-14136
Josef.Koenig@ruhr-uni-bochum.de

Schauen Sie doch bei uns mal rein:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/pressestelle

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