Elektromigration in Gold und Silber Nanostrukturen

40 3. Experimentelles
TEM
a
REM
b
Abb. 3.8: Zur Bestimmung der mittleren Korngröße mittels TEM (a) und REM (b). Die
Auftragungen zeigen die Anzahl der Körner in Abhängigkeit des Durchmessers und die Anpassung
mit einer logarithmischen Normalverteilung (rote Linie). Für Auftragung a) (TEM)
wurden 295 Körner ausgewertet; für Auftragung b) (REM) wurden 325 Körner ausgewertet.
werden können. Die maximale Dicke beträgt, je nach Material, ca. 30 − 50 nm. Für
die vergleichende Bestimmung von Korngrößen wurden die Metallschichten im Gegen-
satz zu den für die Elektromigrationsmessungen verwendeten Proben folgendermaßen
präpariert: Auf ein Kochsalzsubstrat wurde zunächst eine dünne Schicht (Schichtdicke
tK ≃ 10 nm) amorphen Kohlenstoffs als Trägermaterial aufgedampft. Auf diese Koh-
lenstoffschicht wurde dann die Goldschicht mit einer Dicke von 36 nm aufgedampft. Das
NaCl-Substrat wurde anschließend in destilliertem Wasser aufgelöst und der Goldfilm
auf ein TEM-Grid aus Kupfer mit einer Maschenbreite von 300 µm aufgebracht.
Für die vergleichende Untersuchung der Korndurchmesser wurden für eine unbehan-
delte Probe jeweils mehrere TEM- und REM-Aufnahmen der Schicht auf dem TEM-Grid
angefertigt. Abb. 3.7 zeigt in Teilbild a) eine TEM-Aufnahme und in Teilbild b) eine
(kontrastverstärkte) REM-Aufnahme des Goldfilms. Man kann bei beiden Aufnahmen
deutlich einzelne Körner voneinander unterscheiden. Anhand solcher Aufnahmen wird
mittels eines Bildbearbeitungsprogramms (Analysis � von Soft Imaging Systems) der
Korndurchmesser einer großen Anzahl von Körnern bestimmt.
Es hat sich zunächst herausgestellt, dass sich bei Verwendung unterschiedlicher Sub-
strate (Silizium im Vergleich zu NaCl), welche beide im gleichen Aufdampfvorgang mit
einer Schicht von amorphem Kohlenstoff bedeckt wurden, unterschiedliche Korndurch-
messer ergeben. Der Grund hierfür liegt jedoch nicht in der verwendeten Messmethode,
sondern in einem unterschiedlichen Aufwachsverhalten aufgrund des verwendeten Sub-
strates. Daher wurden für die vergleichenden Messungen die Korndurchmesser an jeweils
derselben Probe sowohl mit dem TEM als auch mit dem REM bestimmt. Hierbei gibt es
eine gute Übereinstimmung der mittleren Korndurchmesser, wie im folgenden anhand
eines Beispiels dargestellt wird.