Elektromigration in Gold und Silber Nanostrukturen

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28 2. Grundlagen Es ist weiterhin bekannt, dass oberhalb einer bestimmten Frequenz des angelegten Wechselstroms Elektromigrationsschädigungen ausbleiben (siehe [17] und Referenzen darin). Die Grenzfrequenz hängt dabei sowohl vom Material als auch von der Geome- trie der Leiterbahnen ab. Der Grund ist, dass die schweren Atomrümpfe dem schnellen Wechsel der Stromrichtung nicht mehr folgen können. Somit kommt es nicht mehr zu einer Vorzugsrichtung für die Diffusion der Atome. Neben den Untersuchungen der Elektromigration bei Wechselstrom (ab einer Fre- quenz von z. B. 50 Hz) wurden von Hong et al. gezielte Experimente zur Reversibi- lität der Elektromigration an Aluminiumleiterbahnen im Jahre 1993 bei Umkehrung des Gleichstroms durchgeführt [143]. Wie in dieser Arbeit beschrieben, wurde für be- stimmte Poren ein reversibles Verhalten gefunden, wobei die Stromrichtung für jeweils 100 Minuten beibehalten wurde. Das Ausheilen bestehender Poren war dabei nicht auf eine erhöhte Temperatur der Leiterbahnen zurückzuführen. 2.8 Anwendungen der Elektromigration Neben den zerstörerischen und damit unerwünschten Effekten der Elektromigration in Metallisierungen, wird die Elektromigration seit einigen Jahren dazu verwendet, gezielt Nanostrukturen zu beeinflussen, um z. B. Leitwertquantisierungen zu bestimmen oder Leitfähigkeitsmessungen an Molekülen durchzuführen. Derart hergestellte Strukturen bieten gegenüber den oftmals eingesetzten Punktkon- takten, welche mit Hilfe von mechanischen Bruchkontakten (mechanically controllable breakjunctions, MCB) [144] präpariert werden, einige Vorteile. So lassen sich viele Struk- turen gleichzeitig auf einem Substrat präparieren. Diese besitzen weiterhin einen guten thermischen Kontakt zur Oberfläche. Bei den eingesetzten hohen Stromdichten ist dies wesentlich, da ansonsten die Gefahr eines Aufschmelzprozesses an der Kontaktposition besteht. Die Herstellung von Punktkontakten mittels Elektromigration scheint dabei nicht von der Umgebungstemperatur während der Präparation abzuhängen, wie von Trouwborst und Mitarbeitern gezeigt wurde [145]. Dabei wurde sowohl bei Tempera- turen von flüssigem Helium und Stickstoff, als auch bei Zimmertemperatur gearbeitet. Die Methode, gezielt Elektroden mit Nanometerabstand mittels Elektromigration her- zustellen ist dabei mittlerweile gut untersucht und ausgereift [146]. Diese gezielt hergestellten Elektroden lassen sich einsetzen, um einzelne Moleküle, oder aber auch Nanopartikel zwischen den Kontakten zu untersuchen [147]; eine Möglich- keit die aufgrund der Präparation bei MCB so nicht besteht. Derartig hergestellte Struk- turen werden weiterhin für magnetische Messungen verwendet. Keane et al. [148] fabri- zierten erfolgreich Nickel-Nanokontakte für Untersuchungen des anisotropen Magneto-
2.8 Anwendungen der Elektromigration 29 widerstandes. Verwendet wurde eine von Strachan et al. [149] vorgestellte Technik zur gezielten Herstellung solcher atomarer Kontakte. Die Herstellung der Strukturen erfolgt dabei bei Zimmertemperatur.
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Seite 14 und 15: 4 1. Einleitung Abb. 1.3: Kupfermet
Seite 16 und 17: 6 1. Einleitung Abb. 1.4: Schematis
Seite 18 und 19: 8 1. Einleitung Silber [47-49], Gol
Seite 20 und 21: 10 1. Einleitung zwischen dem Wider
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Seite 24 und 25: 14 2. Grundlagen elektrisches Feld
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Seite 34 und 35: 24 2. Grundlagen In der Literatur w
Seite 36 und 37: 26 2. Grundlagen mittlere Ausfallze
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116 Literatur [29] H.-U. Schreiber,
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118 Literatur [56] P. S. Ho, J. Phy
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120 Literatur [82] G. Schneider, M.
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122 Literatur [108] H. Landolt, R.
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124 Literatur [136] T. O. Ogurtani,
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128 Literatur [190] M. Hartmann, Un
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