Projektbeschreibung
Neues Nanostrukturierungsverfahren soll großflächige Muster aus Einzelmolekülen entstehen lassen
Der Fortschritt der Nanotechnologie wird davon angetrieben, Materialien unter Einsatz der Photolithografie in immer kleineren Größenordnungen strukturieren zu können. Werden die Strukturabmessungen bei Werkstoffen in den Nanometerbereich reduziert, können einzelne Atome und Moleküle manipuliert und somit die Materialeigenschaften dramatisch verändert werden. Mit der Nanolithografie mit der bislang höchstmöglichen Auflösung können Muster bis in den Bereich von 20 nm erzeugt werden. Die Extrem-Ultraviolett-Lithografie, ein Lithografieverfahren der nächsten Generation, kann noch kleinere Strukturen liefern. Jedoch wirkt sich die Sekundärelektronenunschärfe der extrem ultravioletten Photonen hinderlich auf die Erzeugung von Einzelmolekülstrukturen aus. Das EU-finanzierte Projekt Nanolace wird nun ein bahnbrechendes Nanolithografieverfahren demonstrieren: die Atomlithografie mit Maske. Dabei werden zwei Ansätze verfolgt: Festkörpermasken und optische Masken. Im Erfolgsfall wird das Projekt erstmalig Bose-Einstein-Kondensate zu Lithografiezwecken anwenden und außerdem erstmals die maskenbasierte Lithografie mit einer Auflösung von einem Nanometer demonstrieren und damit die Welt der Mikro- und Quantenelektronik revolutionieren.
Ziel
Lithography refers to the transfer of a pattern onto a substrate. Lithography techniques are used in the production of a huge range of devices and materials ranging from microelectronics and MEMS devices to optical metamaterials and smart surfaces for medical and other applications. The ultimate goal and limit of lithography is to obtain fast and large scale patterning which enables the controlled positioning of individual molecules or atoms. This requires fast, large scale single nm resolution patterning. At the moment no techniques are available that can do that. Fast positioning of individual molecules or atoms over large areas can path the way for the creation and industrial application of whole new classes of materials and devices including room temperature quantum electronic devices, electronic metamaterials as well as nano filtration membranes and can push the performance of todays microelectronics.
The highest resolution (~20 nm), fast, large scale lithography technique today is photolithography where a photon beam is projected through a mask, so that the pattern from the mask is replicated by direct imaging on a substrate coated with resist. Next generation Extreme Ultra Violet (EUV) lithography uses 92 eV photons and is targeted to deliver 8 nm resolution. The EUV ultimate limit, determined by the secondary electron generation blur, is estimated to be around 6 nm, which does not enable single nm resolution patterning. Further reductions in the photolithography resolution of the patterning would increase the photon energy, exacerbating the secondary blur.
In Nanolace, a radical breakthrough to reach nm resolution lithography will be demonstrated: single nm resolution patterns will be generated with solid state and optical masks, proposed by partners in the consortium using metastable and Bose Einstein condensated atoms. Nanolace will be the first demonstration of lithography with a Bose Einstein condensate.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Finanzierungsplan
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5020 Bergen
Norwegen