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Mittwoch, 07 Juli 2021 09:00

Ionenstrahlen erzeugen Nanostrukturen

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Geschätzte Lesezeit: 1 Minute
Kieselalge unter dem Helium-Ionenmikroskop des HZDR Kieselalge unter dem Helium-Ionenmikroskop des HZDR

Der fein fokussierte Ionenstrahl (Focused Ion Beam, FIB) ist ein sehr nützliches Werkzeug in der Nanotechnologie und in der Analytik, bisher wurde er vor allem genutzt, um Proben für bestimmte Mikroskopie-Techniken zu präparieren, etwa bei der Fehlersuche in der Halbleiterindustrie.

Doch FIBs können viel mehr. Das vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) initiierte EU-Netzwerkprojekt „Fokussierte Ionentechnologie für Nanomaterialien – FIT4NANO“ will Forschung und Unternehmen aus ganz Europa zusammenbringen, um die Technologie gemeinsam weiterzuentwickeln und neue Anwendungen zu erschließen.

Eine Ionenfeinstrahlanlage ähnelt einem Rasterelektronenmikroskop, nur werden in diesem Fall Ionen anstelle der Elektronen genutzt. Charakteristisch für FIBs im niedrigen Energiebereich von unter 50 Kiloelektronenvolt sind der geringe Strahldurchmesser im Nano- und Subnanometer-Bereich, eine hohe Stromdichte sowie eine vielfältige Auswahl an nutzbaren Ionen. Aufgrund dieser Eigenschaften haben fokussierte Ionenstrahlen ein großes Potential für viele weitere Anwendungen in der Nanotechnologie. Beispielsweise lassen sich damit im Nanobereich Oberflächen flexibel strukturieren oder lokale Materialeigenschaften gezielt verändern. Für die Quantentechnologie, die Halbleiterindustrie oder die Modifizierung von zweidimensionalen beziehungsweise 2D-Materialien – also kristallinen Materialien, die aus nur einer oder wenigen Lagen von Atomen oder Molekülen bestehen – könnte die Technologie bedeutsam werden. Auch bei Anwendungen in der Medizin werden FIBs zukünftig eine wichtige Rolle spielen.

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