Interdisziplinäres Zentrum für Materialwissenschaften
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Martin-Luther-Universität
Interdisziplinäres Zentrum für Materialwissenschaften
Nanotechnikum Weinberg
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  • [Bachelorarbeit Physik/Medizinphysik]
    Kalibrierung und Testuntersuchungen mittels Glimmentladungsspekroskopie

    (Privatdoz. Dr. H. S. Leipner, Dr. Frank Heyroth - Interdisziplinäres Zentrum für Materialwissenschaften)
    Um verlässliche Aussagen zur Elementzusammensetzung und Tiefenprofilanalyse an Kompositen und Halbleiter-Schichtstrukturen durchführen zu können, sind umfängliche Tests und Eichstudien notwendig. Ein neuer Monochromator für hochauflösende Spektroskopie wird in Betrieb genommen.
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  • [Bachelorarbeit Physik/Medizinphysik]
    Abscheidung von Feststoffelektrolyten

    (Privatdoz. Dr. H. S. Leipner, Dr. Roland Schlegel - Interdisziplinäres Zentrum für Materialwissenschaften)
    Depositionsverfahren für neuartige Dünnschicht-Feststoffbatterien auf Basis von Polymer-Keramik-Kompositen werden erprobt. Die Analytik erfolgt mittels Mikroskopie. Erste Testmessungen erfolgen mittels Glimmentladungsspektroskopie.
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  • [Bachelorarbeit Physik/Medizinphysik]
    Entzündungshemmende strukturierte Zellsubstrate

    (Privatdoz. Dr. H. S. Leipner - Interdisziplinäres Zentrum für Materialwissenschaften, Prof. Thomas Groth – Institut für Pharmazie)
    Lithographische Strukturierungsverfahren zur Fabrikation entzündungshemmender Substraten für Modellstudien zur Zellwechselwirkung werden erprobt. Zum Einsatz kommen Laserinterferenzlithographie und Nanoimprintstrukturierung
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  • [Orientierungspraktikum Physik-Master - IZM]
    E4-1: Spin-coating und Schichtcharakterisierung mittels spektraler Ellipsometrie

    (Dr. B. Fuhrmann, F. Syrowatka, Privatdoz. Dr. H. S. Leipner)
    Ziel dieses Praktikumsversuches ist es eine (oder mehrere) Polymerschichten mittels Spin-coating auf Substrate aufzubringen und die erhaltenen Schichten anschließend mittels spektraler Ellipsometrie hinsichtlich der erzeugten Schichtdicke und deren Homogenität zu charakterisieren.
    Dazu werden in einem ersten Schritt einige 10-100 nm dicke Polymerschichten mittels Spin-coating auf einem Substrat abgeschieden wobei Parameter wie Substratgröße, Rotationsgeschwindigkeit des Spin-coaters und Konzentration der Polymerlösung variiert werden.
    Anschließend werden diese Schichten jeweils mittels spektraler Ellipsometrie vermessen und die Schichtdicke über eine Modellsimulation aus den Messdaten bestimmt. Zur Verfügung steht ein Ellipsometer M-2000 der neuesten Generation (J.A. Woollam Co.). Zusätzlich ist ggf. eine Verifikation der Schichtdicke ausgewählter Proben mittels Rasterelektronenmikroskopie oder Raster-kraftmikroskopie möglich.
    Die erhaltenen Schichtdicken werden in Abhängigkeit von der Parameterwahl bei der Herstellung statistisch ausgewertet.
  • [Orientierungspraktikum Physik-Master - IZM]
    E4-2: Bestimmung von Struktur und Zusammensetzung von Nanostrukturen mittels Elektronenenergieverlustspektroskopie am analytischen Transmissionselektronenmikroskop

    (Dr. F. Heyroth, F. Syrowatka, Privatdoz. Dr. H. S. Leipner)
    Mittels Elektronenenergieverlustspektroskopie (EELS) können nicht nur Daten über die chemische Zusammensetzung von Materialien gewonnen werden, sondern auch präzise Informationen über die Elektronenstruktur und die atomaren Bindungsverhältnisse abgeleitet werden. Die hohe Ortsauflösung von wenigen Nanometern im Rasterelektronenmikroskop HB501UX erlaubt das Studium von Schichtsystemen bzw. Grenzflächenbereichen. Zur Verfügung steht ein Spektrometer der neuesten Generation (Gatan Enfina), das kantennahe Feinstrukturen von atomaren Ionisationskanten mit sehr hoher Auflösung liefern kann, aus denen die strukturellen Informationen abgeleitet werden. Das Praktikum stellt einen Einstieg in die EELS-Technik im Transmissionselektronenmikroskop dar. Weiterhin wird die elektronenmikroskopische Probenpräparation behandelt.
    Das Praktikum kann als Ausgangspunkt für weiterführende Untersuchungen im Rahmen einer Diplomarbeit, z. B. an verschiedenen aktuell bearbeiteten Schichtsystemen oder Nanostrukturen dienen.
  • [Orientierungspraktikum Physik-Master - IZM]
    E4-5: Herstellung und Charakterisierung dünner Metallschichten mittels Rasterelektronenmikroskopie

    (Dr. F. Heyroth, Dr. B. Fuhrmann, Privatdoz. Dr. H. S. Leipner)
    Bei diesem Versuch werden in einem ersten Schritt einige 10nm dicke Metallschichten mittels thermischer Bedampfung auf einem Substrat abgeschieden wobei Schichten unterschiedlicher Dicke hergestellt werden.
    Danach wird die Dicke der Schichten im Rasterelektronenmikroskop auf unterschiedlichen Wegen bestimmt:
    - durch Vermessen der Querschnittbildes
    - durch Vermessen des Intensitätsverhältnisses von Substrat- und Schichtmaterial im EDX-Spektrum bei verschiedenen Beschleunigungsspannungen im Rasterelektronenmikroskop und Bestimmung der Schichtdicke über Monte-Carlo Simulation dieses Intensitätsverhältnisses.
    Zusätzlich ist ggf. eine Verifikation der Schichtdicke ausgewählter Proben mittels Röntgen-reflektometrie oder Rasterkraftmikroskopie möglich.
  • [Orientierungspraktikum Physik-Master - IZM]
    E4-6: Nanostrukturierung / Lithographie

    (Dr. B. Fuhrmann, F. Syrowatka, Privatdoz. Dr. H. S. Leipner)
    In diesem Praktikum werden anhand der Herstellung von Silizium-Nanodrähten Grundlagen der Nanostrukturierung vermittelt. Ein Teil der Arbeiten wird im Reinraum des Nanotechnikums Weinbergs durchgeführt, so dass der Praktikant Erfahrungen im Arbeiten in Reinräumen sammeln kann.
    Die Herstellung der Nanodrähte erfolgt mittels Nanospherelithographie nach folgenden Prozessschritten:
    1. Abscheidung einer hexagonal dicht gepackten Monolage monodisperser Polystyrol (PS-)partikel auf dem Siliziumsubstrat,
    2. Abdünnen der PS-Partikel mittels Trockenätzen im Sauerstoffplasma
    3. Abscheidung einer Silberschicht durch thermische Bedampfung im Hochvakuum
    4. Entfernen der Partikelmaske (lift off)
    5. katalytisches Nassätzen der Si-Nanodrähte in HF/H2O2
    Eine prozeßbegleitende Analytik nach dem jeweiligen Prozessschritt erfolgt mittels Rasterelektronenmikroskopie bzw. Rasterkraftmikroskopie.


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