|
|
Nanotechnologie gilt als entscheidende Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts und beeinflusst damit alle Technologiefelder und Branchen. Vor allem in der Informations- und Medizintechnik bietet die Nanotechnologie unbeschränkte Möglichkeiten zur Entwicklung von Werkstoffen, mit deutlich verbesserten Funktionen durch kleinere, schnellere, leistungsfähigere und intelligentere Systemkomponenten. Obwohl bereits einige nanotechnologische Produkte auf dem Markt etabliert sind, birgt das Reich der Atome und Moleküle noch viele Geheimnisse. So zielt die Forschung darauf ab, neue Eigenschaften von Objekten auf der Nano-Ebene und deren Ursachen zu verstehen und dieses Wissen gezielt umzusetzen – in Marktinnovationen von morgen.
Die Raith GmbH entwickelt und vertreibt Hochleistungssysteme für die Nanotechnologie – weltweit. Damit können Werkstoffe und Bauelemente abgebildet und deren atomare Struktur untersucht werden. Die Forschungskooperation mit dem Lehrstuhl für Experimentelle Physik I der Technischen Universität Dortmund konzentriert sich auf die Entwicklung einer neuen Methode zur Herstellung von Nanopartikeln. Ein Nanometer entspricht etwa 1/50.000 der Dicke eines menschlichen Haares. Oberflächenphysiker wie Dr. Heinz Hövel, Privatdozent an der Technischen Universität Dortmund, bekommen wahlweise glänzende Augen oder aber Schweißperlen auf der Stirn, wenn sie sich in den Miniaturwelten bewegen.
Ein Auslöser dafür sind Nanopartikel, feinste Strukturen, die ungeahnte Anwendungen versprechen, aber zugleich auch ungeahnte Fertigkeiten erfordern, um mit ihnen zu arbeiten. Die Verheißungen und Herausforderungen der Nanoteilchen haben einen gemeinsamen Grund: Die Winzlinge sind ä-ßerst reaktionsfreudig und verbinden sich rasch mit allem, was in der Nähe ist, beispielsweise mit anderen Nanopartikeln und Schichten – sie verklumpen rasch und werden unbrauchbar. Für dieses Verhalten sind die bei den Nanostrukturen zahlreichen Oberflächenatome verantwortlich, die ihre Bindungsarme in die Welt strecken. Derartige Strukturen, in der Größenordnung von Milliardstel Metern, lassen sich mit dem Rastertunnelmikroskop sichtbar machen. Um Werkstoffe in Größe und Anordnung zu strukturieren, stellen Dr. Hövel und sein Forschungsteam Proben im Ultrahochvakuum her. Eine Scheibe aus Graphit wird erst auf 540 Grad Celsius aufgeheizt, damit eine saubere und glatte Oberfläche entsteht. Unter Einsatz eines neu entwickelten Geräts der Firma Raith schießen die Physiker mit beschleunigten Ionen winzige Gruben in die Oberfläche, an deren Rändern sich beim Aufdampfen die Nanopartikel anlagern. Die aufwändigen Tests können dann noch um einen elektrischen Massenfilter ergänzt werden, der dazu dient, die Nanopartikel möglichst gezielt und nach Größe sortiert zu positionieren.
Das neue Verfahren konnte von Dr. Hövels Team erfolgreich und mit außergewöhnlicher Präzision realisiert werden. Sein Doktorand Farhad Ghaleh, der maßgeblich am erfolgreichen Versuch beteiligt war, führt die Experimente im Hinblick auf die zukünftige Geräteentwicklung weiter fort. Forschungsergebnisse wurden als gemeinsame Publikation der Projektpartner in der international renommierten Zeitschrift „Journal of Applied Physics“ publiziert. Der Grundstein für die langjährige und erfolgreiche Wissensvernetzung zwischen Universität und Unternehmen wurde in einem „Nano-Workshop“ gelegt.
Dr. Heinz Hövel,
Fakultät Physik der TU Dortmund.
»Die Nanotechnologie schafft leistungsfähigere Produkte, aber auch gänzlich neuartige Funktionalitäten. Wir stehen erst am Anfang. Heute findet die Weichenstellung für die Industriestrukturen der nächsten Jahre statt.«
Ein Team von hochqualifizierten Wissenschaftlern und Ingenieuren arbeitet im Technologiepark Dortmund an innovativen Systemlösungen für die Halbleiterindustrie. Die Raith GmbH besteht seit 1980 und beschäftigte sich zunächst mit vielfältigen Spezialentwicklungen, die meist darauf abzielten, Rasterelektronenmikroskope für messtechnische Zwecke einzusetzen. Die Standardprodukte umfassen heute hauptsächlich die Elektronenstrahl-Lithographie und die Entwicklung von Navigationssoftware für die Schadensprüfung und Fehleranalyse in Mikrochips.
