Resonante Multiphotonen-Absorption und Ablation organischer Monolagen für Anwendungen in chemischen Sensoren und als unltradünne Resists

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Organische Monolagen werden zunehmend in Biosensoren als chemische Template zur geordneten Anbindung von anderen Komponenten (Nanopartikel, Proteine, etc.) und als Resists in lithographischen Anwendungen eingesetzt. Für viele dieser Anwendungen ist eine flexible, großflächige, lateral hochaufgelöste und selektive Strukturierung der Schichten gefordert, was alternative Ansätze nur bedingt liefern können. Ziel des Vorhabens ist daher die Untersuchung der Strukturierungsmöglichkeiten organischer Monolagen mit ultrakurzen Laserpulsen. Neu an dem hier beschriebenen Ansatz ist die grundlegende Erforschung des Wellenlängen-Einflusses bei ultrakurzen Laserpulsen mit Hilfe neuer optischparametrischer Verstärker. Diese Option lässt eine exakte Abstimmung der Wellenlänge bzw. der Photonenenergie auch bei nichtlinearen Prozessen auf die Eigenschaften der Schicht und des Substrats, z.B. die Bandlücke zu. Bei gezielter Einstellung der Parameter kann so die direkte oder indirekte d.h. über das Substrat mediierte, Anregung der Materialien ohne parasitäre Wärmediffusion geschehen, was eine Strukturierung deutlich unterhalb von 100 nm ermöglicht. Die Untersuchungen werden auch helfen, die zugrunde liegenden Mechanismen aufzuklären. Zur Charakterisierung der Topographie, Morphologie, chemischen Zusammensetzung und tatsächlichen Funktion der Strukturen werden verschiedene, komplementäre mikroskopische Verfahren eingesetzt, ergänzt durch integrale Untersuchungsverfahren.