Aplikace fokusovaného iontového a elektronového svazku v nanotechnologiích

Abstract

Systémy pracující současně s fokusovanými elektronovými a iontovými svazky jsou v dnešní době velmi důležitými nástroji v oblasti mikro- a nanotechnologií. Kromě zobrazování a analýzy vzorků je lze rovněž využít k litografii, jejíž aplikací jsou připravovány struktury požadovaného tvaru a rozměrů v mikrometrovém až nanometrovém měřítku. Práce nejprve pojednává o jedné z litografických metod – depozici indukované fokusovaným elektronovým nebo iontovým svazkem, u níž je hledáno optimální nastavení podmínek expozice a studována kvalita deponovaných kovových struktur z hlediska tvaru a prvkového složení. Následně je věnována pozornost i dalším typům litografických metod (elektronová, iontová), které jsou aplikovány k přípravě leptacích masek pro následné selektivní mokré leptání monokrystalického křemíku. Kromě optimalizace tohoto procesu je studováno využití leptaného povrchu Si např. pro pozdější selektivní růst kovových materiálů. U leptaných, tvarově a rozměrově definovaných 2D, resp. 3D struktur je studium v některých případech zaměřeno i na jejich funkční vlastnosti.

Nowadays, the systems that allow simultaneous employment of both focused electron and ion beams are very important tools in the field of micro- and nanotechnology. In addition to imaging and analysis, they can be used for lithography, which is applied for preparation of structures with required shapes and dimensions at the micrometer and nanometer scale. The first part of the thesis deals with one lithographic method – focused electron or ion beam induced deposition, for which a suitable adjustment of exposition parameters is searched and quality of deposited metal structures in terms of shape and elemental composition studied. Subsequently, attention is paid also to other types of lithographic methods (electron or ion beam lithography), which are applied in preparation of etching masks for the subsequent selective wet etching of silicon single crystals. In addition to optimization of mentioned techniques, the application of etched silicon surfaces for, e.g., selective growth of metal structures has been studied. The last part of the thesis is focused on functional properties of selected 2D or 3D structures.