Optimierung der elektrochemischen Nanostrukturierung von Si(hkl)-Einkristalloberflächen für Anwendungen in der Nanoelektronik

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Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die Optimierung der bereits gelungenen Nanostrukturierung von n-Si(hkl)-Einkristalloberflächen mit Hilfe von in situ-STM unter definierten elektrochemischen Bedingungen im Hinblick auf praktische Anwendungen in der Nanoelektronik. Das System Halbleiter/Metall ist durch schwache Wechselwirkung zwischen Me-Adatomen und dem Halbleiter-Substrat gekennzeichnet. Daher sind iD-Metallcluster und Metallphasen niederer Dimensionalität (i = 0,1,2) im Untersättigungsbereich im Prinzip thermodynamisch instabil, und eine lokale Nanostrukturierung sollte nur mit 3D-Metallphasen im Übersättigungsbereich auf unmodifizierten Halbleitersubstraten nach einem Volmer-Weber-Wachstumsmechanismus möglich sein. Die bisherigen Ergebnisse zeigen jedoch, daß sich die elektrochemisch abgeschiedenen und relativ stabilen Metallcluster auf n-Si(111) nicht wie eine 3D-Metallphase verhalten, sondern als Nanopartikel offenbar eigene thermodynamische, strukturelle und kinetische Eigenschaften besitzen, die es aufzuklären gilt. Weiterhin muß der Einfluß verschiedener elektrochemischer Parameter auf Größe, Struktur, thermodynamische Stabilität und Kenitek der Metall-Nanopartikel und deren Weiterwachsen zu 1D- und 2D-Metallphasen systematisch untersucht werden, um Anwendungen in der Nanoelektronik zu gewährleisten. Hierbei sind sowohl passive als auch aktive Komponenten im Millimeterwellenbereich Fernziel der Arbeit.