Verspannte Nanodrähte

01.10.2011 - 30.09.2014
Forschungsförderungsprojekt
Viele der modernen Technologien beruhen auf Materialien mit verringerter Dimensionalität, wie dünnen Schichten (2D), Nanodrähten (1D) oder Quantenpunkten (0D). In den letzten 30 Jahren sind sowohl in der Herstellung dieser Nanostrukturen als auch deren Anwendungen große Erfolge erzielt worden. Obwohl diese Strukturen aufgrund ihrer ausgezeichneten elektrischen und optischen Eigenschaften größtes wissenschaftliches Interesse hervorgerufen haben, sind Untersuchungen zur Auswirkung von hohen mechanischen Belastung auf deren elektronischen und optischen Eigenschaften kaum publiziert worden. Mit ein Grund dafür sind die experimentellen Schwierigkeiten unter hohen Spannungsbelastungen in situ elektrische oder optische Messungen durchzuführen. Um nun diese Untersuchungen an hochverspannten Materialien zu ermöglichen kombinieren wir (a) im personellen Bereich zwei renommierte Forschergruppen aus Japan und Österreich, sowie (b) im wissenschaftlichen Bereich „bootom up“ und „top down“ Technologien: Selbstorganisierte Nanodrahtsynthese und ein hochentwickeltes elektrostatisch aktiviertes Dehnungsmodul. Diese Kombination ermöglicht es erstmals gleichzeitig die elektrischen und optischen Eigenschaften von extrem verspannten Nanodrähten zu untersuchen. Diese Nanodrähte können mit dem sogenannten „vapor-liquid-solid“ Verfahren einkristallin und mit gut deffinierter Geometrie monolithisch in das elektrostatisch aktivierte Dehnungsmodul integriert werden. Solche Nanodrähte sind weitgehend frei von ausgedehnten Volumendefekten und können extrem hohe Spannungen aushalten ohne Bildung von Defekten oder Rissen, die bei Bulkmaterialien soche Untersuchungen unmöglich machen. An solchen extrem verspannten Nanodrähten, können dann in-situ elektronen-mikroskopische-, µ-Raman- und photolumineszenzuntersuchungen und auch temperatur-abhängig elektrische Transportuntersuchungen durchgeführt werden. Im Rahmen von NANOTEST sollen vor allem 3 Materialgruppen untersucht werden: (i) Si-, Ge und SiC-Nanodrähte, (ii) die jeweiligen Silicide und Germanide von Pt, Ni und Co und (iii) axiale Nanodrahtheterostrukturen wie NiSi/Si/NiSi-Nanodrähte. Der Hauptfokus dieses Projektes ist die Untersuchung der Wechselbeziehung zwischen Belastung und Funktionalität des NWs, im Hinblick auf neue elektronische, photonische oder ferroische Bauelemente. Ein langfristiges Ziel des Projektes umfaßt die Realisierung eines Prototyps eines siliziumkompatiblen Dehnungsmessmodules oder eines neuartigen piezoelektrischen MOSFET-Bauteils.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungmittel

  • FWF - Österr. Wissenschaftsfonds (National) Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)

Forschungsschwerpunkte

  • Special and Engineering Materials: 50%
  • Nano-electronics: 30%
  • Climate Neutral, Renewable and Conventional Energy Supply Systems: 20%

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Nanodrahtnanowire
Verspannungstrain
MEMSMEMS
Siliziumsilicon
GermaniumGermanium
Ramanraman

Publikationen