Anorganische Chemie - Wickleder

Strukturierung von Edelmetallen

Der Zugang zu thermolabilen Edelmetallverbindungen ermöglicht es, das Potential dieser Verbin­dungen zur Edelmetallstrukturierung zu untersuchen. Die benötigte Struktur hängt dabei stark von der gewünschten Anwendung ab: Katalytische Aktivität setzt oft die nanoskopische Strukturierung der Edelmetalle voraus, für elektronische Anwendungen ist es dagegen oft wichtig, die Metalle in Form von Schichten oder Leiterbahnen zu strukturieren. Im Gegensatz zu den wohl etablierten lithographischen Verfahren haben wir zur Strukturie­rung von Gold ein Verfahren entwickelt, bei dem die Strukturen mit Hilfe eines Elektronenstrahls in die Schicht eines geeigneten Goldprecursors "geschrieben" werden (Abb. 1). 

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Abb. 1:  Elektronenstrahl induzierte Goldstrukturierung

Bei den Precursoren handelt es sich um komplexe Nitrate der Zusammensetzung (NO)[Au(NO3)4] und (NO2)[Au(NO3)4], die aus elementarem Gold und N2O5 zugänglich sind. Auch hier erweist sich der Einsatz kohlenstofffreier Precursor als ausge­sprochen vorteilhaft für den Erhalt sehr sauberer, d.h. kontaminationsfreier Strukturen. Die Zerset­zungen dieser Verbindungen können nicht nur im Elektronenstrahl erfolgen, sondern auch ther­misch initiiert werden. Die Thermolyse verläuft dabei erstaunlich komplex, wie XPS-Untersu­chungen zeigen (Abb. 2). Kürzlich ist es uns gelungen, auch von Palladium und Platin die entspre­chenden Nitratokomplexe zu synthetisieren. Diese werden gegenwärtig hinsichtlich ihres Precursorpotentials untersucht. Die Arbeiten dieses Schwerpunktes erfolgen in Kooperation mit den Arbeitsgruppen von Frau Prof. Al-Shamery (Physikalische Chemie, Universität Oldenburg) und Herrn Prof. Fatikow (Ingenieurswissenschaften, Uni Oldenburg).

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Abb. 2: Temperaturabhängige XPS-Untersuchungen an (NO)[Au(NO3)4] zeigen die Änderung der Energie für die 4f7/2- und 4f5/2-Zustände des Goldes bei Zersetzung des Precursors. Die Pfeile im linken Diagramm zeigen die Regionen der stärksten Änderung. Im rechten Teil der Abbildung sind die Spektren vor und nach der Zersetzung des Precursors gezeigt