Mikrointegration von Nanostrukturen mittels Dielektrophorese (DEP)

Abstract:
Mittels DEP ist es möglich bottom-up Nanostrukturen wie z. B. Metallnanopartikel und Halbleiternanostrukturen in elektronische top-down Peripherie parallel, kostengünstig und damit anwendungsnah zu integrieren. Es soll gezeigt werden, dass es mittels DEP möglich ist, sowohl nanoskalige Ketten aus Metall-Nanopartikeln, als auch Halbleiter-Nanowire für eine elektronische Sensorik anwendbar zu machen. Die Nanostrukturen werden hierbei ebenfalls berührungslos in den Elektrodenspalt integriert. Mit dieser Methode können photolithographische Strukturen für die Mikrointegration von bottom-up Nanostrukturen und die Handhabung von biologischen Materialien parallelisierbar und damit wirtschaftlich nutzbar gemacht werden. Die Anwendung von molekularen und selbstorganisierenden Techniken in der Nanotechnologie führt zu der Herstellung von neuartigen Funktionseinheiten mit einem hohen Applikationspotential. Die Nutzung solcher Strukturen (bottom-up) ist jedoch aufgrund ihrer schlechten Integrierbarkeit in elektronische Peripherie deutlich limitiert. Für den Einsatz dieser Funktionseinheiten werden daher einfache und kostengünstige Integrationsmethoden wie die Dielektrophorese (DEP) benötigt. Diese Technik basiert auf dem Verhalten von polarisierbaren Objekten in einem inhomogenen elektrischen Wechselfeld. Mittels DEP können Zellen, Biomoleküle und nanoskalige Objekte, wie Nanowires und Nanopartikel berührungslos manipuliert und immobilisiert bzw. integriert werden. Des Weiteren ist es möglich nanoskalige Ketten aus Metall-Partikel mittels DEP herzustellen. Hierbei werden die Nanopartikel ebenfalls berührungslos in den Elektrodenspalt integriert. Diese Nanopartikelbrücken ändern empfindlich ihre Leitfähigkeit bei der Anbindung von Molekülen und eignen sich daher beispielsweise für die bioanalytische Sensorik. Es soll gezeigt werden, wie mit einfachsten Mitteln photolithographische Strukturen für die Mikrointegration von bottom-up Nanostrukturen und das Handling von biologischen Materialien parallelisierbar und damit wirtschaftlich anwendbar genutzt werden können.