CD-Labor für Mikroskopische und spektroskopische Materialcharakterisierung

Die Entwicklung und Anwendung neuer Analysemethoden zur Charakterisierung von Materialoberflächen und Schichtsystemen verschiedener Materialien stellen den Schwerpunkt der Tätigkeit dar. Sie dienen dem besseren Verständnis physikalischer und chemischer Prozesse und der Beantwortung von Fragen zu Materialeigenschaften bis hinunter zur Nanoebene.

Ein wesentlicher Fokus liegt in der Entwicklung eines neuen Mikroskop-Typs, der bei flexibler Kontrastmöglichkeit Bilder in 3 D liefert. Gleichzeitig werden zahlreiche nicht lineare optische Methoden für die Bildgebung weiterentwickelt. Zu diesen zählen das tiefenaufgelöste Abbilden mittels Second-Harmonic-Generation, die abbildende Summen-Frequenz-Spektroskopie und Coherent Anti-Stokes Raman Scattering-Techniken.

Diese speziellen Mikroskopie-Methoden werden ihren Einsatz insbesondere bei der strukturellen und chemischen Analyse organischer Beschichtungen, von Oxidstrukturen und von Oberflächen von Halbleitern und Metallen finden.

Ein zentraler Aspekt ist auch die Validierung dieser innovativen Methoden zur Charakterisierung von Materialoberflächen und Schichtsystemen. Dazu werden die neuen Technologien durch gleichzeitige Anwendung etablierter Methoden getestet und beurteilt. Zu diesen bewährten Methoden zählen die Transmissions-Elektronenmikroskopie, die spektroskopische Ellipsometrie und die Röntgen-Photoelektronenspektroskopie.

Eine konkrete Aufgabe im Rahmen der Forschungstätigkeit ist die Anwendung etablierter als auch neuer Methoden zur Weiterentwicklung von Bondverfahren in der Halbleiterindustrie. Speziell beim Wafer Bonding-Verfahren, bei dem zwei verschiedene Halbleitersubstrate permanent miteinander verbunden werden, sind neue Analysemethoden für die Charakterisierung der Materialoberflächen und Schichtsysteme wichtig. Nur ein besseres Verständnis der Materialeigenschaften erlaubt die Herstellung verlässlicher und defektfreier Verbindungen.

Die Fähigkeit, geringste Veränderungen im Ausmaß von Nanometern zu analysieren, macht die neu zu entwickelnden Methoden im Zusammenspiel mit den bereits verfügbaren Techniken auch für die Stahlherstellung interessant. So werden die Methoden, die in Kooperation mit der Medizinischen Universität Innsbruck erarbeitet werden, unter anderem auch bei der kontinuierlichen Stahlband-Beschichtung zukünftig einen wichtigen Beitrag leisten können.