STM nanolitográfia

1. STM nanolitográfia Készítette: VARGA Márton, hemapopu@gmail.com Vasszécseny, Pannonhalmi Bencés Gimnázium Tanára: BARCZA István, Pannonhalmi Bencés Gimnázium Témavezető: DOBRIK Gergely, dobrik@mfa.kfki.hu MTA MFA, H-1525 Budapest, Pf. 49.

2. Mi az, a NANO? Nanométer = 10-9 méter A méter milliárdod része. Manapság egyre nagyobb az érdeklődés a nanovilág és a nanotechnológia iránt. Ahogy fejlődik műszaki technológiákkal átszőtt világunk, úgy egyre újabb és újabb területeket hódítunk meg. Az egyik ilyen új terület a nanométeres világ. Szükségünk van egy olyan berendezésre, amivel képesek vagyunk vizsgálni és megmunkálni ezt a mérettartományt!

3. STM – (pásztázó alagútmikroszkóp) A pásztázószondás módszerek lényege, hogy a vizsgált mikroszkopikus mintához egy szondával (atomi léptékkel mérve) közel kerülünk, majd a szonda segítségével lokális méréseket, illetve módosításokat végezhetünk a mintán. STM – pásztázó alagútmikroszkóp

4. STM megmunkálás (litográfia) • A vágás a tűre kapcsolt „nagy” feszültséggel lehetséges! • Az oxigén és víz jelenlétének köszönhető, hogy el tudjuk oxidálni a tű alatt levő anyagot. • A litográfiai eljárást egy makroprogram segítségével vezérelhető, ahol több különböző paraméter is kontrolálható pl.: áram, feszültség, tű sebesség,… • Optimális paraméterek: • Tű sebesség: 1 – 4 nm/s • Feszültség: 2.2 – 2.5 V • Páratartalom: 60% Vágási folyamat • A módszer bemutatásához grafit mintát használtam.

5. Eredmények Ezzel a módszerrel különböző nanostruktúrák hozhatók létre. Például szén nanoszalagok. Ezeknek a szélessége nanométeres tartományba esik. Jelenleg a világon ez a legpontosabb megmunkálási módszer. STM kép, 12,5 nm széles szén nanoszalag.

6. Eredmények Nem csak egyszerű formák vághatók ki, hanem tetszőleges struktúrák is V M = (Varga Márton) ( 150 X 150 nm )

7. Eredmények Megmunkálás másképpen. Vágás helyett „pöttyözés”, azaz rövid feszültség-impulzusokkal strukturálhatjuk a felületet. STM kép, 4 x 4 –es pontrendszer. A pontok egymástól való távolsága 25 nm.

8. Összefoglalás • Megismerkedtem egy olyan módszerrel, aminek segítségével képesek vagyunk nanométeres skálán megmunkálni az anyagot. • A módszert sikeresen alkalmaztam különböző nanostruktúrák kialakítására (szén nanoszalag, monogram). • Egy másik megmunkálási módszert is megvalósítottunk, melynek segítségével struktúrálható az anyag felülete, különböző pontrendszerek hozhatók létre. • Megismerkedtem a kutatómunka főbb fázisaival, szépségeivel és nehézségeivel.

9. Köszönetnyilvánítás Szeretnék köszönetet mondani, szüleimnek, hogy felhívták figyelmemet erre a lehetőségre. Az első fizika tanáromnak, Vida Máriának, a sok segítséget és támogatást. Kísérőnknek, „Csaba bácsinak” a sok színes programért. Továbba az MTA-MFA-nak, hogy lehetőséget adott arra, hogy betekintést nyerjek a kutatómunka rejtelmeibe és, hogy biztosította a tárgyi és pénzügyi hátteret. Köszönöm a figyelmet!