Elektromigration in Gold und Silber Nanostrukturen
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76 5. Ergebnisse <strong>und</strong> Diskussion: <strong>Gold</strong>leiterbahnen<br />
a<br />
b<br />
Elektronen<br />
- +<br />
Elektronen<br />
+ -<br />
Abb. 5.10: Direkter Vergleich des Ausfallverhaltens zweier Leiterbahnen mit E<strong>in</strong>buchtung.<br />
Teilbild a) zeigt den Ausfall nach Elektronenfluss von l<strong>in</strong>ks nach rechts; Teilbild b) nach Elektronenfluss<br />
von rechts nach l<strong>in</strong>ks. Die schlitzförmigen Poren, welche zum elektrischen Durchbruch<br />
geführt haben, bef<strong>in</strong>den sich <strong>in</strong> der E<strong>in</strong>buchtung <strong>in</strong> Richtung der jeweiligen Kathode.<br />
Überlegungen gelten sowohl für die Diffusion im Volumen, als auch an der Oberfläche<br />
<strong>und</strong> <strong>in</strong> den Korngrenzen.<br />
Wird zur Steigerung der W<strong>in</strong>dkraft die Stromdichte erhöht, kommt es gleichzeitig zu<br />
e<strong>in</strong>er verstärkten Joul’schen Erwärmung der Leiterbahn, so dass die thermische Energie<br />
dann für e<strong>in</strong>e Anregung der Atome ausreichend ist. Für diesen Fall wird selbst bei<br />
Temperaturen im Bereich von 77 K e<strong>in</strong>e <strong>Elektromigration</strong>sschädigung hervorgerufen.<br />
Dies wird bei der gezielten Herstellung von Nanokontakten ausgenutzt [145].<br />
5.1.8 E<strong>in</strong>fluss vorgegebener Engstellen<br />
Für e<strong>in</strong>e detailliertere Untersuchung des Ausfallsverhaltens ist es wünschenswert, die<br />
Position der Porenbildung vor Durchführung des Experimentes e<strong>in</strong>grenzen zu können.<br />
Hierzu wurden Leiterbahnen mit vorgegebenen Engstellen hergestellt, die es aufgr<strong>und</strong><br />
der höheren Vergrößerung gestatten, e<strong>in</strong>e höhere Auflösung der morphologischen Ände-<br />
rungen bei den <strong>in</strong>-situ REM-Untersuchungen zu erzielen. Der Ausfall dieser Leiterbah-<br />
nen f<strong>in</strong>det aufgr<strong>und</strong> der höheren Stromdichte <strong>in</strong> der Engstelle statt. Gleichzeitig sollte<br />
untersucht werden, ob diese Engstellen E<strong>in</strong>fluss auf das <strong>Elektromigration</strong>sverhalten neh-<br />
men.<br />
Abb. 5.10 zeigt REM-Aufnahmen von zwei identisch hergestellten Leiterbahnen, wel-<br />
che mit unterschiedlicher Stromrichtung belastet wurden, nach dem elektrischen Ausfall.<br />
Geme<strong>in</strong>sam ist beiden Leiterbahnen der elektrische Durchbruch <strong>in</strong>nerhalb der Engstelle<br />
über e<strong>in</strong>e schlitzförmige Pore. Die Position dieser Pore bef<strong>in</strong>det sich jeweils <strong>in</strong> Richtung<br />
der Kathode, wie man es auch für Leiterbahnen ohne E<strong>in</strong>buchtung erwarten würde.