Neuartiges Scanverfahren analysiert unebene Strukturen

Die Rasterkraftmikroskopie (atomic force microscope – AFM) hat sich in vielen Einrichtungen von Industrie und Forschung schon lange als Standard-Messinstrument durchgesetzt. Mit diesem Verfahren können zum Beispiel Oberflächen und Festigkeit von Proben ermittelt werden – von Halbleiter- bis hin zu biologischen Proben. Die räumliche Genauigkeit klassischer AFM-Systeme liegt zwar im Bereich weniger Nanometer, dennoch sind sie immer auf eine 2½-dimensionale Datenerfassung limitiert und können somit nur Daten von nahezu ebenen Proben erfassen.

OFFIS hat eine neuartige Hard- und Software entwickelt, mit der ein normales AFM-System echte dreidimensionale Strukturen vermessen kann. Die Software bietet neben klassischen Scanverfahren zusätzlich einen neuartigen Scanmodus, den Intermittent Lateral Contact Mode (ILCM). Damit lassen sich neben dem konventionellen AFM-Betrieb zusätzlich auch unebene Proben und senkrechte Seitenwände vermessen. Das ermöglicht hochaufgelöste Strukturmessungen von flachen, schrägen und senkrechten Wänden. In Kombination mit der Steuersoftware verfügt das System somit über die Möglichkeit, eine echte, dreidimensionale AFM-Analyse einer Probe vorzunehmen.

Anwendungsfelder sind alle Gebiete, in denen die Oberflächeneigenschaften von senkrechten oder unregelmäßigen Strukturen zu ermitteln sind. Insbesondere können die Oberflächeneigenschaften von optischen Komponenten analysiert werden. Die Wissenschaftler entwickeln das dreidimensionale AFM-System in einem europäischen Forschungsprojekt und demonstrieren es an Proben mit bis zu fünf Mikrometer hohen, senkrechten Strukturen.

Die Entwicklungen wurden in der Gruppe Automatisierte Nanohandhabung im Rahmen des von OFFIS koordinierten und gerade erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekts NanoBits durchgeführt.