LEO 1540 XB Nanomegmunkáló Rendszer Tóth Attila Lajos tothal@mfa.kfki.hu

A nanotechnológia evolúciója Egy áramköri elem: 1950 1960 1970 1980 1990 2000 ma holnap ? macska bolha sejt vírus atom A nanotechnológia evolúciója FIZIKA definíciója: (1) hasznos anyagok, eszközök és szerkezetek létrehozása az anyag nanométer méretekben történő megmunkálásával, valamint Elektro- technológia (2) az így kifejlesztett új tulajdonságok és jelenségek tanulmányozása és hasznosítása Elektronika Mikroelektronika BIOLÓGIA Anyag- mérnökség A biológiai elvek, a fizikai törvények és a kémiai tulajdonságok MÓDSZERES INTEGRÁLT KIHASZNÁLÁSA Sejtbiológia Kvantumelektronika Szenzorok Molekuláris biológia Elektronikus és fotonikus eszközök Funkconális molekula-mérnökség Biochipek ... Komplex- kémia Szupermolekuláris kémia KÉMIA

fizikai nanotech. példák

bio-fizikai nanotech. példák

Mikrotartományok vizsgálata  SEM A hagyományos pásztázó elektron- mikroszkóp (SEM) jellemzői: sokoldalú felhasználhatóság 2-10 nm sugárátmérő de a hagyományos elektronoptika és az Eo ~5 - 25 keV elektronenergia miatt nagy behatolási mélység (100-10.000 nm) és nagy gerjesztett térfogat . keletkezik, ezért alkalmatlan nanoméretű objektumok vizsgálatára

Nanotartományok  FEG-SEM Újtípusú elektronoptika: Téremissziós katód (FEG) (hideg / Schottky) Speciális lencserendszerek Immerziós kondenzor Immerziós objektiv Gemini Speciális (in lens) detektorok segítségével megvalósítható a nanoscope: 5 nm alatti felbontás 1 keV alatti energiákon, vagyis nanométeres gerjesztett térfogat

A FESEM primer elektronsugarának 0,1-5 keV közötti energiatartományát kihasználva az elektronok behatolási mélysége által meghatározott gerjesztett térfogat is nm nagyságrendbe kerül, ezáltal (1) a morfológiai képeken a létrehozott nano-objektumok megfigyelhetők, illetve nem átlátszóak (a sugár nem, vagy alig hatol át rajtuk), ezáltal a nanomegmunkáló rendszer működtetése megbízhatóan lehetővé válik. (2) a nem morfológiai jelek információs térfogatának mérete is az objektumok nagyságrendjébe kerül, ezáltal lokális fizikai alapkísérletek és technológiai mérések válnak lehetővé a nanoszerkezetek tulajdonságainak meghatározására.

fotonikus rendszer: lepkeszárny

fotonikus rendszer: lepkeszárny

szén nanocsövek

szén nanocsövek

pórusos Si töret

pórusos Si keresztmetszeti finomszerkezet

(FIB) : Ionsugaras marás Nanomegmunkálás (1): Keresztsugaras elrendezés: Marás gallium ionokkal energia: 30 keV, sugárátmérő <10 nm Megfigyelés a SEM szekunder elektron képén (FIB) : Ionsugaras marás IN SITU ionsugaras marás (FIB) FOLYAMATOS nyomonkövetése a SEM NAGY FELOLDÁSÚ SEI képén

pórusos Si keresztmetszet Az ionsugaras bemetszés, majd a rákövetkező „előhívás” az MTA-MFA-ban Barna Árpád által kifejlesztett Ar ionágyúval történt

pórusos Si

pórusos Si keresztmetszet

(GIS) : reaktiv marás és depozició Nanomegmunkálás (2): Gázbevezetés: W leválasztás Pt leválasztás SiO2 leválasztás Fém-marás Szigetelő-marás Speciális vákuumrendszer: (GIS) : reaktiv marás és depozició

elektronsugár alatti W depozició

pórusos Si horizontális marás és „gödör”

pórusos Si mart hosszmetszet

EREDMÉNY porózus Si marás pórusos Si mart hosszmetszet EREDMÉNY porózus Si marás