TU Ilmenau
Prof. Dr. Eberhard Manske

Sprecher

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csm
Prof. Dr. René Theska

Stellvertretender Sprecher

rene.theska(at)tu-ilmenau.de

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TU Ilmenau
Dr. Ingo Ortlepp

Wissenschaftlicher Koordinator

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TU Ilmenau
Sybille Bräuning

Sekretariat

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Graduiertenkolleg (RTG) zur spitzen- und laserbasierten 3D-Nanofabrikation in erweiterten makroskopischen Arbeitsbereichen (NanoFab)

Die Halbleiterindustrie folgt dem Mooreschen Gesetz seit über 40 Jahren mit erstaunlicher Kontinuität. Trotz enormer Verbesserungen auf dem Gebiet der optischen Lithographie ist zu erwarten, dass Strukturgrößen kleiner als 20 nm mit konventioneller Technik nur mit erheblichem Aufwand zu erreichen sind. Die grundlegende Herausforderung besteht daher darin, insbesondere für die Mikro- und Nanotechnologien alternative Herstellungstechnologien zu entwickeln, die in der Lage sind, in wachsenden Betriebsvolumina von mehreren hundert Millimetern Durchmesser auf atomarer Ebene zu messen und zu strukturieren. Spitzenbasierte Nanofabrikationsmethoden bieten in diesem Zusammenhang ein hohes Potenzial. Sie ermöglichen bereits die Strukturierung im Sub-10 nm-Bereich, allerdings bisher nur in kleinen Bearbeitungsbereichen (einige 100 µm2), bei geringer Geschwindigkeit und mit begrenzter Präzision. Optische Methoden erlauben aufgrund nichtlinearer Effekte bereits die Erzeugung von Subwellenlängenstrukturen in der Ebene auch in großen Bereichen zur Oberflächenfunktionalisierung. Die Herausforderung, der sich unser Forschungskonsortium stellt, besteht darin, solche Funktionalisierungen auf nicht-planaren Oberflächen, wie Asphären oder Freiformflächen, zu realisieren. Ziel dieses Vorschlags ist es, anspruchsvolle Nanofabrikationstechniken mit den herausragenden Fähigkeiten von Nanopositionierungs- und Nanomessmaschinen (NPM-Maschinen) synergetisch zu kombinieren, so dass neue, mehrskalige Lösungen für die Nanofabrikation in großen Bereichen entstehen. Es soll untersucht werden, inwieweit kleinste Merkmale durch die Kombination neuester AFM-Spitzen-basierter Nanofabrikationstechniken mit der NPM-Technik effizient in großen Bereichen hergestellt werden können. Ebenso sollen laserbasierte Subwellenlängen-Bearbeitungsverfahren in Verbindung mit der NPM-Technik die Möglichkeit eröffnen, echte 3D-Nanofabrikation mit höchster Präzision auf optischen und besonders gekrümmten Präzisionsoberflächen zu ermöglichen. Im Vergleich zur Nanometrologie besteht die besondere Herausforderung der Nanofabrikation darin, dass statische und dynamische Positionsabweichungen zu Fehlern (Geometriefehler, Formabweichungen, Rauhigkeit) in den hergestellten Nanostrukturen oder nanoskaligen Objekten führen. Eine Korrektur nach der Erzeugung ist nur bei der Messung, nicht aber während der Produktionsprozesse möglich. Der Forschungsverbund kann auf eine erfolgreiche mehrjährige Zusammenarbeit im SFB Nanopositionier- und Nanomessmaschinen, dem Graduiertenkolleg Lorentzkraft und dem Forschungsprojekt Inno Profile Kraftmessung sowie dem DFG-Gerätezentrum Mikro-Nano-Integration am IMN MacroNano® der TU Ilmenau aufbauen.