Nova 600: ogen en handen op nanoschaal /reageer

Maskers

Nova 600 NanoLabIn principe is de FIB geschikt voor alle materialen. De Nova 600 kan voor verschillende zaken worden gebruikt. Zo maken ze bij de onderzoeksgroep ultrakleine maskers.
“De ionenbundel prikt kleine gaatjes in een harde laag. Door gebruik te maken van schaduwwerking kun je vervolgens gelaagde structuren neerleggen in de vorm van nanopilaartjes. Dat kunnen bijvoorbeeld de multilaagstructuren zijn die een ander apparaat - de EUFORAC - prepareert. Dat gebeurt volgens een zogenaamd opdampproces. Het is in feite een atomenregen die naar binnen druppelt in de holte en zo het gat langzaam opvult. We kunnen zo met atomaire precisie materiaaleigenschappen aanpassen.” Een gaatje kan tot twintig nanometer klein worden gemaakt.

Nanopen

Het apparaat verwijdert niet alleen materiaal, maar biedt ook de mogelijkheid om lokaal materiaal neer te leggen. “Alsof je schrijft met een nanopen”, omschrijft Koopmans. Lavrijsen: “Je vindt zelfs voorbeelden van een nagebouwde Starship Enterprise van Star Trek op het web met schaal 1 op tien miljoen. Die zijn gemaakt door te frezen met de ionenbundel en vervolgens lokaal materiaal neer te leggen.”

Tegelijk met de ionen vuurt de Nova 600 via een andere kolom elektronen op de sample af. Die reflecteren aan het materiaal en worden gedetecteerd. Dit zorgt voor de visualisatie. “Het bijzondere is dat het brandpunt van de ionen en elektronen overlapt. Daardoor kun je het bewerkte materiaal direct zien.” Door binnen een bepaald tijdspad beelden vast te leggen, kan het procesverloop in kaart worden gebracht. Zo zie je hoe lang het duurt voordat er een gat van een bepaalde diepte is gemaakt.

Voordelen

Koopmans ziet allerlei voordelen in het apparaat. “Het geeft de ultieme mogelijkheid om op heel kleine schaal ad hoc in te grijpen. Het is niet bedoeld voor massaproductie, maar juist om afwijkingen te maken en te onderzoeken. Je kunt er flexibel mee inspringen op allerlei onderzoeksonderwerpen.”

Semiconductor deviceDe Eindhovense onderzoeksgroep concentreert zich in het bijzonder op magnetische toepassingen. “Je kunt dan denken aan de technologie die wordt gebruikt voor de leeskop van een harde schijfeenheid of aan toepassingen voor biosensoren.”
Verder maakt de Nova 600 het mogelijk om in de halfgeleiderindustrie op lokale schaal chips te wijzigen en te bekijken of de chips in orde zijn. Je kunt er ook structuren mee manipuleren om daarmee de lichtgeleiding te beïnvloeden. Bovendien werkt de onderzoeksgroep met de leverancier aan een nieuwe methode om ferromagnetische nanostructuurtjes te schrijven. “Daarmee wordt het apparaat nog breder inzetbaar.”

Materiaalkunde

“Het is hoe dan ook een prachtige speeltuin voor fantastisch wetenschappelijk onderzoek”

Koopmans verwacht dat ook andere faculteiten er profijt van kunnen hebben. “Faculteiten waarbij materiaalkunde aan bod komt zullen zeker interesse hebben. Onder meer omdat je met het apparaat prachtige dwarsdoorsneden kunt maken.”

Het zal nog even duren voordat alle mogelijkheden van de Nova 600 volledig kunnen worden benut. “We hebben gelukkig een operator en onderzoeker aan kunnen stellen die er al ervaring mee hebben. Maar er is nog veel meer mogelijk. Dat moeten we nog beter in de vingers zien te krijgen. Je resultaat is nooit alleen afhankelijk van de hardware, maar ook van de expertise en vaardigheden van de gebruikers. Die werken er hard aan om de komende tijd het onderste uit de kan te halen. Het is hoe dan ook een prachtige speeltuin voor fantastisch wetenschappelijk onderzoek.”

Reageren via Facebook

Reacties

Over Judith van Gaal

Redacteur voor de Cursor, universiteitskrant van de TU/e.