Aluminiumnitrid Dünnschicht-Membranen - Nanokristalline Materialstruktur als Basis hoher mechanischer Stabilität

Abstract:
Die in diesem Beitrag vorgestellten Arbeiten fokussieren sich auf die Entwicklung und mechanische Charakterisierung dünner, nanokristallin-texturierter Aluminiumnitrid Schichten. Die hohe mechanische Stabilität von freitragenden Membranelementen wird auf die für die piezoelektrische Funktionalität benötigte nanokristalline, ausgerichtete Schichtstruktur zurückgeführt. Diese speziell einstellbare Struktur ist der Schlüssel zur Herstellung mechanisch stabiler, einige 100 nm dünner, transparenter Membranstrukturen. Selbst per Ionenstrahl erzeugte Ausschnitte setzen die Strukturstabilität nicht herab. Erreicht wird diese Eigenschaft durch die nanokristalline Struktur mit einer extrem hohen Anzahl an Korngrenzen in den verwendeten Strukturen mit bis zu 7 mm² Oberfläche, die eine Rissausbreitung verhindert. Amorphe und einkristalline Schicht- bzw. Volumenmaterialien zeigen eine solche hohe Stabilität gegen Störungen in einer Membran nicht.