Nanotechnologie und Nanoprozesse

Einführung, Bewertung
Softcover Nachdruck of the original 1. Auflage 2003
ISBN: 978-3-642-62910-5
Verlag: Springer

Buch, Deutsch, 294 Seiten, Book, Format (B × H): 155 mm x 235 mm, Gewicht: 475 g

Eine kompakt aufbereitete, didaktische Zusammenstellung der Nanotechnologie auf ihrem aktuellen Stand findet der Student oder praktisch tätige Ingenieur im vorliegenden Buch. Nach einem kurzen Abriss über die historische Entwicklung beschreibt das Werk die Verfahren zur Herstellung und Charakterisierung von wenige Nanometer großen Strukturen, leitet über zu deren (elektrischen) Anwendungen und den physikalischen Messmethoden zur Bestimmung der Eigenschaften von Nanodefekten, -schichten und -partikeln und erläutert schließlich alle wichtigen Präparationstechniken, die heute in der Nanotechnologie zur Verfügung stehen. Auf der Grundlage von gesicherten Fakten wird dabei eine Bewertung der Nanotechnologie, eine Abschätzung ihrer weiteren Entwicklung und ein Ausblick auf ihre Zukunftsaussichten gegeben.

Zielgruppe

Research

Autoren/Hrsg.

Fahrner, Wolfgang

Inhaltsverzeichnis

1 Historische Entwicklung.- 1.1 Miniaturisierung elektrischer und elektronischer Bauelemente.- 1.2 Das Moore’sche Gesetz und die SIA-Straßenkarte („Roadmap“).- 2 Quantenmechanische Aspekte.- 2.1 Allgemeines W. R. Fahrner.- 2.2 Simulation von Molekülclustereigenschaften A. Ulyashin.- 2.3 Bildung der Energielücke A. Ulyashin.- 2.4 Vorüberlegungen zur Lithographie W. R. Fahrner.- 2.5 Begrenzungseffekte W. R. Fahrner.- 2.5.1 Diskretisierung von Energieniveaus.- 2.5.2 Tunnelströme.- 2.6 Bewertung und Zukunftsaussichten W. R. Fahrner.- 3 Nanodefekte.- 3.1 Erzeugung und Formen von Nanodefekten in Kristallen.- 3.2 Charakterisierung von Nanodefekten in Kristallen.- 3.3 Anwendungen von Nanodefekten in Kristallen.- 3.3.1 Lebensdauereinstellung.- 3.3.2 Bildung thermischer Donatoren.- 3.3.3 Smart und soft cut.- 3.3.4 Lichtemittierende Dioden (LEDs).- 3.4 Kernspur-Nanodefekte.- 3.4.1 Erzeugung von Nanodefekten mit Kernspuren.- 3.4.2 Anwendungen von Kernspuren für Nanobauelemente.- 3.5 Bewertung und Zukunftsaussichten.- 4 Nanoschichten.- 4.1 Herstellung von Nanoschichten.- 4.1.1 Physikalische Abscheidung aus der Gasphase.- 4.1.2 Chemische Abscheidung aus der Gasphase (chemical vapor deposition, CVD).- 4.1.3 Epitaxie.- 4.1.4 Ionenimplantation.- 4.1.5 Bildung von Siliziumoxid.- 4.2 Charakterisierung von Nanoschichten.- 4.2.1 Dicke, Oberflächenrauigkeit.- 4.2.2 Kristallinität.- 4.2.3 Chemische Zusammensetzung.- 4.2.4 Leitfähigkeit.- 4.2.5 Optische Eigenschaften.- 4.3 Anwendungen von Nanoschichten.- 4.4 Bewertung und Zukunftsaussichten.- 5 Nanopartikel.- 5.1 Herstellung von Nanopartikeln.- 5.1.1 Mahlen mit Eisenkugeln.- 5.1.2 Gaskondensation.- 5.1.3 Laserabtrag.- 5.1.4 Thermische und Ultraschallzersetzung.- 5.1.5 Reduktionsmethoden.- 5.1.6 Selbst-Einrichtung.- 5.1.7 Niederdruck-, Niedertemperaturplasma.- 5.1.8 Thermisches Hochgeschwindigkeitsspritzen von Sauerstoff/Pulver/Treibmittel.- 5.1.9 Atomoptik.- 5.1.10 Sol-Gele.- 5.1.11 Präzipitation von Quantenpunkten (Quantum dots).- 5.1.12 Andere Verfahren.- 5.2 Charakterisierung von Nanopartikeln.- 5.2.1 Optische Messungen.- 5.2.2 Magnetische Messungen.- 5.2.3 Elektrische Messungen.- 5.3 Anwendungen von Nanopartikeln.- 5.4 Bewertung und Zukunftsaussichten.- 6 Ausgewählte nanokristalline Festkörper.- 6.1 Nanokristallines Silizium.- 6.1.1 Herstellung von nanokristallinem Silizium.- 6.1.2 Charakterisierung von nanokristallinem Silizium.- 6.1.3 Anwendungen von nanokristallinem Silizium.- 6.1.4 Bewertung und Zukunftsaussichten.- 6.2 Zeolithe und Nanocluster in Zeolithwirtsgittern R.Job.- 6.2.1 Vorbemerkungen.- 6.2.2 Herstellung und Charakterisierung von Zeolithen.- 6.2.3 Nanocluster in Zeolithwirtsgittern.- 6.2.4 Anwendung von Zeolithen und Nanoclustern in Zeolithwirtsgittern.- 6.2.5 Bewertung und Zukunftsaussichten.- 7 Nanostrukturierung.- 7.1 Nanopolitur von Diamant W. R. Fahrner.- 7.1.1 Verfahren der Nanopolitur.- 7.1.2 Charakterisierung der Nanopolitur.- 7.1.3 Anwendungen, Bewertung und Zukunftsaussichten.- 7.2 Ätzung von Nanostrukturen U. Hilleringmann.- 7.2.1 Stand der Technik.- 7.2.2 Fortschrittliche Ätzverfahren.- 7.2.3 Bewertung und Zukunftsaussichten.- 7.3 Lithographieverfahren U. Hilleringmann.- 7.3.1 Stand der Technik.- 7.3.2 Optische Lithographie.- 7.3.3 Perspektiven für die optische Lithographie.- 7.3.4 Elektronenstrahllithographie.- 7.3.5 Ionenstrahllithographie.- 7.3.6 Röntgen- und Synchrotronlithographie.- 7.3.7 Bewertung und Zukunftsaussichten.- 7.4 Fokussierte Ionenstrahlen A. Wieck.- 7.4.1 Prinzip und Motivation.- 7.4.2 Apparative Details.- 7.4.3 Theorie.- 7.4.4 Anwendungen.- 7.4.5 Bewertung und Zukunftsaussichten.- 7.5 Nanoimprinting H. Scheer.- 7.5.1 Was ist Nanoimprinting?.- 7.5.2 Bewertung und Zukunftsaussichten.- 7.6 Atomkraftmikroskopie W. R. Fahrner.- 7.6.1 Beschreibung des Verfahrens und Ergebnisse.- 7.6.2 Bewertung und Zukunftsaussichten.- 7.7 Nahfeldoptik W. R. Fahrner.- 7.7.1 Beschreibung des Verfahrens und Ergebnisse.- 7.7.2 Bewertung und Zukunftsaussichten.- 8 Erweiterung konventioneller Bauelemente durch Nanotechniken.- 8.1 MOS-Transistoren U. Hilleringmann J. Horstmann.- 8.1.1 Struktur und Technologie.- 8.1.2 Elektrische Eigenschaften von Sub-100-nm-MOS-Transistoren.- 8.1.3 Grenzen der minimal einsetzbaren Kanallänge.- 8.1.4 Tieftemperaturverhalten.- 8.1.5 Bewertung und Zukunftsaussichten.- 8.2 Bipolartransistoren U. Hilleringmann.- 8.2.1 Struktur und Technologie.- 8.2.2 Bewertung und Zukunftsaussichten.- 9 Auf Nanostrukturen beruhende innovative elektronische Bauelemente.- 9.1 Diamanttransistoren W. R. Fahrner.- 9.1.1 Auswahl des Grundmaterials.- 9.1.2 Herstellung und Kennlinien von Sub-?m-Diamant-Transistoren.- 9.1.3 Bewertung und Zukunftsaussichten.- 9.2 Resonante Tunneldioden H. C. Neitzert.- 9.2.1 Funktionsprinzip und Technologie.- 9.2.2 Anwendungen in der Hochfrequenz- und digitalen Schaltungstechnik und Vergleich mit konkurrierenden Bauelementen.- 9.3 Quantum-Cascade-Laser H. C. Neitzert.- 9.3.1 Funktionsprinzip und Struktur.- 9.3.2 Anwendungen von Quantum-Cascade-Lasern in der Sensorik und ultraschnellen Datenübertragung.- 9.4 Einzelelektron-Transistoren H. C. Neitzert.- 9.4.1 Funktionsprinzip.- 9.4.2 Technologie.- 9.4.3 Anwendungen des Einzelelektron-Transistors.- 9.5 Kohlenstoffnanoröhren-Bauelemente.- 9.5.1 Struktur und Herstellung.- 9.5.2 Kohlenstoffnanoröhren-Transistoren.- Literatur.- Register.