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Nanotechnologie in Europa stärken

Nanotechnologie liefert die Grundlagen, um Produkte von nur wenigen Nanometern Größe in jeder gewünschten Form herzustellen, zum Beispiel für elektronische Schaltungen in Computern. (Bild: Colourbox.de)

FAU an multinationalem EU-Projekt beteiligt, das besonders auf die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses abzielt

Nanotechnologie gilt als die Technologie des 21. Jahrhunderts. Sie liefert die Grundlagen, um Produkte von nur wenigen Nanometern Größe in jeder gewünschten Form herzustellen: für Mikroprozessoren, elektronische Schaltungen in Computern und in der Telekommunikation, in der Medizin und in der Biotechnologie, um nur einige Einsatzfelder zu nennen. Die wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologie nimmt rasant zu. Vor diesem Hintergrund fördert die Europäische Kommission seit kurzem das Marie-Curie Trainings-Netzwerk ELENA (Low energy ELEctron driven chemistry for the advantage of emerging NAnofabrication methods), an dem 13 Universitäten, vier Forschungsinstitute und fünf Unternehmen aus 13 europäischen Ländern beteiligt sind. Ziel von ELENA ist es, eine neue Generation europäischer Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler im Bereich der Nanotechnologie auszubilden. Von ihnen sollen innovative Impulse für Forschung und wirtschaftliche Nutzung ausgehen, die Europa im internationalen Wettbewerb halten.

An ELENA, das vom isländischen Professor Oddur Ingólfsson geleitet wird, arbeitet auch PD Dr. Hubertus Marbach vom Lehrstuhl für Physikalische Chemie II an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) mit. Weitere Partner sind die Universitäten Bielefeld und Bremen. Alle drei Universitäten arbeiten bereits im Vorläufer-Projekt CELINA (Chemistry for ELectron-Induced NAnofabrication) eng zusammen, das sich im europäischen Netzwerk COST Action konstituiert hat.

Ein Hauptaugenmerk bei ELENA liegt auf der Ausbildung der 15 internationalen Promovierenden für Berufe in der Nanotechnologie. Das International Training Network (ITN) innerhalb von ELENA soll sie bestmöglich auf die Herausforderungen in der Industrie vorbereiten, beispielsweise durch längere Aufenthalte bei Konsortiumspartnern, ob aus der Industrie oder an anderen wissenschaftlichen Einrichtungen. Der FAU-Forscher Marbach hat dabei verschiedene Funktionen im ITN inne, unter anderem leitet er den Arbeitsbereich „Nano-scale fabrication with FEBIP and EUVL“ und ist Mitglied des Leitungsgremiums.

Neue Chemie für die Nanotechnologie

Die Europäische Union stellt in den kommenden vier Jahren vier Millionen Fördermittel für ELENA zur Verfügung. Im Mittelpunkt von ELENA stehen zwei hochaktuelle Verfahren der Nanotechnologie, die allerdings nur mit der passenden Chemie funktionieren. Eins davon, die Elektronenstrahl-induzierte Abscheidung (Electron Beam Induced Deposition = EBID), schreibt Strukturen auf eine Oberfläche, wobei die Schrift durch Moleküle entsteht, die unter dem Elektronenstrahl zersetzt werden und dabei Abscheidungen auf der Oberfläche hinterlassen. Will man mit EBID Nanostrukturen aus einem bestimmten Material herstellen, braucht man Moleküle, die Atome dieses Materials enthalten, die aber auch leicht zu verdampfen sind, damit sie für den Schreibvorgang zur Oberfläche gelangen können. Leider ist die Zersetzung der bisher verwendeten Moleküle bei EBID meist nur unvollständig. Daher werden neue und speziell für EBID entwickelte Moleküle benötigt, die auch tatsächlich Nanostrukturen nicht nur mit gewünschter Form, sondern auch mit gewünschter Reinheit und damit präzise einstellbaren physikalischen Eigenschaften entstehen lassen.

Die FAU-Wissenschaftler um PD Dr. Hubertus Marbach steuern dabei neuartige elektronenstrahl-lithografische Verfahren bei, die in den vergangenen Jahren teilweise in Erlangen entwickelt wurden. Insbesondere ermöglicht das Arbeiten in einer Ultrahochvakuum (UHV)-Experimentierkammer die Herstellung reiner metallischer Abscheidungen aus metallorganischen Molekülen. „Eines der Ziele von ELENA wird sein, die entsprechenden neuen UHV-basierten Verfahren für die üblichen Hochvakuumgeräte zu adaptieren und somit für mögliche Anwendungen in der Industrie weiterzuentwickeln“, erklärt Marbach.

Bei dem zweiten Verfahren handelt es sich um die Extrem-Ultraviolett-Lithographie. EUVL prägt ebenfalls einer Oberfläche extrem feine Strukturen auf. Allerdings werden hier sogenannte Fotolacke durch Schablonen mit extrem energiereicher UV-Strahlung belichtet und dadurch chemisch umgewandelt. Auch EUVL benötigt speziell auf das Verfahren angepasste Materialien, in diesem Fall die Fotolacke, die sich unter der Bestrahlung effizient und präzise zu den gewünschten Strukturen umwandeln lassen. Das Design neuer Moleküle für EBID wie auch die Entwicklung neuer, effizienterer Fotolacke für EUVL stehen im Zentrum der Forschung.

Weitere Informationen:

PD Dr. Hubertus Marbach
Tel.: 09131/85-27316
hubertus.marbach@fau.de

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