Kristalline Oberflächen für die Messtechnik
Hier sollen Untersuchungen von kristallinen Oberflächen für die Anwendbarkeit in der dimensionellen Messtechnik durchgeführt werden [M. Aketagawa et al., Meas. Sci. Technol. 18 (2007) 342 - 349]. Notwendig wäre hierbei eine ausreichend sichere Rückführung der Gitterkonstanten der Oberfläche [PTB-Jahresbericht 2006] und Festlegung der notwendigen Bedingungen für stabile Oberflächenstrukturen. Für die Rückführung könnten Röntgenverschiebeinterferometer eingesetzt werden [A Yacoot et al., Meas. Sci. Technol. 12 (2001) 1660 - 1665]. Auf dieser Basis sollen Normale entwickelt werden, die sich für die Kalibrierung von höchstauflösenden Mikroskopen eignen [R. Köning et al., J. Vac. Sci. Technol. B14 (1996) 48].
Idee und Entwicklung eines "Nanonormals" / Atomgitterstandard
Ausgangsbasis ist die bekannte kristalline Struktur einiger Oberflächen, die bereits in der Rastersondenmikroskopie zur Kalibrierung eingesetzt werden. Die Gitterkonstante a0 dieser Proben ist im Falle des Siliciums aus Experimenten mit Röntgeninterferometern (Avogadro-Konstante) extrem genau bekannt. Allerdings können einige Mikroskope diese atomare Struktur nicht auflösen; sie benötigen Strukturen im Bereich von 2 bis 20 nm Durchmesser.
Bild 1: Prinzipielle Darstellung eines Nanostandards auf der Basis einer kristalinen Oberfläche
Im Projekt Nanonormal sollen derartige Strukturen mit einem speziellen Rastertunnelmikroskop auf der Oberfläche einkristalliner Proben erzeugt werden. Dabei muss die atomare Struktur der Unterlage und die der abbildenden Tunnelspitze erhalten bleiben. Ist dies gegeben, so können die Größe und der Abstand der erzeugten Strukturen in Einheiten der Gitterkonstante des Substrates angegeben werden. Das Bild zeigt fünf Strukturen, die auf einer Siliciumoberfläche hergestellt wurden. Die atomare Struktur der Oberfläche ist deutlich zu sehen. Die angegebenen Distanzen und Winkel können aus der Gitterkonstanten und der Kristallstruktur abgeleitet werden.
Bild 2: Fünf Strukturen, die auf einer Siliciumoberfläche hergestellt wurden. Eingezeichnet ist die Elementarzelle des Oberflächengitters. Die Längen der Strecken asy und asx können daraus abgeleitet werden.
© Physikalisch-Technische Bundesanstalt, letzte Änderung: 2010-11-17,
Druckansicht, 
PDF