DFG Großgeräteförderung
Konfokales DC/RF Magnetron-Sputter-System
Konfokales Sputtern (Co-Sputtern) gehört zu den Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD, Physical Vapor Deposition) bei dem mittels Kathodenzerstäubung unter Verwendung multipler konfokal angeordneter Sputterquellen gezielt funktionale Heterostrukturen abgeschieden werden können. Das Verfahren unterscheidet sich hierbei von den klassischen Sputterverfahren durch den parallelen Betrieb mehrerer Sputterquellen.
Im Rahmen dieses Antrags wird die Beschaffung eines DC/RF Sputter-Systems mit konfokal angeordneten Kathoden zur Durchführung von innovativen anwendungs- und grundlagenorientierten Forschungsprojekten beantragt. Die Forschungsvorhaben des Lehrstuhls für Mikro- und Nanoelektronik beschäftigen sich mit neuartigen halbleitenden und funktionalen Dünnschichten und niederdimensionalen Materialien, welche Anwendung in neuartigen elektronischen Bauelementen, unter anderem im Bereich der Informationstechnologie, Sensorik und der Mikro- und Nanosystemtechnik finden. Das zu beschaffende Depositionssystem wird einen integralen Bestandteil der am Lehrstuhl für Mikro- und Nanoelektronik benötigten Technologie zur Durchführung innovativer Forschungsprojekte darstellen.
Anders als gängige Sputterverfahren erlaubt das Co-Sputtern neben der sequentiellen Abscheidung unterschiedlicher Materialschichten auch eine kontinuierliche Veränderung der Schichtzusammensetzung mit außerordentlicher Flexibilität. In Kombination mit inerten Prozessgasen bietet der kontrollierte Einsatz reaktiver Gase wie Sauerstoff oder Stickstoff die Möglichkeit, dünne Schichten arteigener Oxide und/oder Nitride des Kathodenmaterials abzuscheiden. Diese Kombination von Prozessparametern eröffnet dabei völlig neue Wege auf dem Gebiet der Herstellung innovativer und funktionaler Dünnschichten. Im Rahmen zukunftsweisender Forschungsprojekte sollen Heterostrukturen auf der Basis von Übergangsmetalloxiden mit einstellbarer Stöchiometrie und Defektdichte realisiert werden. Solche Materialsysteme finden Anwendung im Bereich neuartiger nanostrukturierter Sensorik, Thermo- und Pyroelektrik sowie Plasmonik. Des Weiteren erlaubt das Co-Sputterverfahren die Herstellung von Dünnschichten mit komplexen Dotierstoffprofilen und in situ steuerbarer Dotierstoffkonzentration, welche sich mit klassischen Dotierungsverfahren nicht realisieren lassen. Auf diese Weise lassen sich gezielt nanoionische Prozesse in hochintegrierten Memristoren für Anwendungen in Bereich der Neuromorphik nutzen.
Im Rahmen dieses Antrags sollen zudem auch Projekte von weiteren Nutzerinnern und Nutzern aus den Fachbereichen Elektrotechnik und Informationstechnik sowie der Physik innerhalb der TU Dortmund und zukünftig auch innerhalb der Research Alliance Ruhr durchgeführt werden. Auf diese Weise wird das Depositionssystem eine Schlüsselfunktion für exzellente fakultätsübergreifende Projekte einnehmen und mittelfristig die Basis für weitere interdisziplinäre Synergien bilden.
DFG Forschungsgroßgeräte nach Art. 91b GG
- Titel: Konfokales DC/RF Magnetron-Sputter-System
- Projektnummer: 515777855
- Projektlaufzeit: Seit 2023
- Finanzierung: 50 % DFG, 40 % Land NRW, 10 % TU Dortmund
Hochauflösendes Raman-Rasterkraftmikroskop
Raman-Spektroskopie basiert auf der inelastischen Streuung von Licht in Festkörpern und eignet sich zur Charakterisierung chemischer Zusammensetzung von Dünnschichten, mechanischen Verspannungen sowie Kristallinität und orientierung. Im Rahmen dieses Antrags wird die Beschaffung eines hochauflösenden Raman-Rasterkraftmikroskops (Raman-AFM) beantragt.
Der Lehrstuhl für Mikro- und Nanoelektronik beschäftigt sich mit der Herstellung und Modifikation von halbleitenden und funktionalen Dünnschichten und niederdimensionalen Materialien. Diese Materialien finden Anwendung in neuartigen elektronischen Bauelementen unter anderem im Bereich der Informationstechnologie, Sensorik, Photonik und der Mikro- und Nanosystemtechnik. Das zu beschaffende Messsystem wird einen integralen Bestandteil der am Lehrstuhl für Mikro- und Nanoelektronik benötigten Analytik für die erfolgreiche Durchführung von anwendungs- und grundlagenorientierten Forschungsprojekten darstellen. Dabei soll die hohe spektroskopische Sensitivität mit der räumlich hochauflösenden Rasterkraftmikroskopie kombiniert werden.
Im Rahmen innovativer Forschungsprojekte sollen unter anderem die chemische Zusammensetzung und Kristallinität von memristiven Übergangsmetalloxiden für Neuromorphik-Anwendungen sowie räumlich hochaufgelöst die Topografie und Defekte von 2D-Materialien für den Einsatz in neuartigen Tunnelfeldeffekt-Transistoren untersucht werden. In Kombination mit einer speziellen Probenkammer für variable Temperaturen und Atmosphären werden darüber hinaus physiko-chemische Eigenschaften und Wechselwirkungen funktionaler Übergangsmetalloxide mit der Umgebungsatmosphäre in situ analysiert. Solche Materialien finden Anwendung in neuartiger nanostrukturierter Sensorik. Insbesondere können so grundlegende gasempfindliche Eigenschaften von funktionalen Schichten unter realistischen Betriebsbedingungen untersucht werden.
Im Rahmen dieses Antrags sollen zudem auch Fragestellungen und Projekte von weiteren Nutzerinnern und Nutzern aus der Elektrotechnik und Informationstechnik, der Chemie sowie dem Bio- und Chemieingenieurwesen adressiert werden. Auf diese Weise wird das Messsystem eine Schlüsselfunktion für exzellente fakultätsübergreifende Projekte einnehmen und mittelfristig die Basis für weitere interdisziplinäre Synergien bilden.
DFG Forschungsgroßgeräte nach Art. 91b GG
- Titel: Hochauflösendes Raman-Rasterkraftmikroskop
- Projektnummer: 507298853
- Projektlaufzeit: Seit 2022/23
- Finanzierung: 50 % DFG, 40 % Land NRW, 10 % TU Dortmund
Atomlagen-Depositions-Anlage
Im Rahmen des Projekts wurde eine Anlage zur thermischen Atomlagen-Deposition (Atomic Layer Deposition, ALD) für Substratgrößen bis zu 200 mm beschafft. Mit den hierdurch zur Verfügung stehenden Prozessen sollen insbesondere funktionale (z.B. multiferroische oder memristive) Oxide und Nitride und katalytisch wirksame Metalle abgeschieden werden.
Diese Materialien finden Anwendung in neuartigen elektronischen Bauelementen und Schaltungen unter anderem im Bereich der Informationstechnologie, Photonik, Mikrofluidik und der Mikro- und Nanosystemtechnik. Die geplanten innovativen Forschungsvorhaben lassen sich nur unter Ausnutzung der spezifischen Depositionseigenschaften einer ALD-Anlage, wie präziser Schichtdickenkontrolle, exakt einstellbarer Stöchiometrie, hohem geometrischem Aspektverhältnis und geringer Depositionstemperatur und -energie, erfolgreich durchführen.
Im Rahmen dieses Antrags sollen dabei zunächst Fragestellungen und Projekte von Nutzinnern und Nutzern aus der Physik, der Elektrotechnik und Informationstechnik sowie dem Bio- und Chemieingenieurwesen adressiert werden. Auf diese Weise wird die ALD-Anlage eine Schlüsselfunktion für exzellente fakultätsübergreifend Projekte einnehmen und mittelfristig die Basis für weitere interdisziplinäre Synergien bilden.
DFG Forschungsgroßgeräte nach Art. 91b GG
- Titel: Atomlagen-Depositions-Anlage
- Projektnummer: 471301649
- Projektlaufzeit: Seit 2022
- Finanzierung: 50 % DFG, 40 % Land NRW, 10 % TU Dortmund
