Kontakt
Dr. Nico Klingner
Focused Ion Beams (FIB) including SEM, LMAIS, GFIS (HIM) and ECR Plasma
n.klingner
hzdr.de
Tel.: +49 351 260 2524
+49 351 260 3676
Einleitung
Fein fokussierte Ionenstrahlen (Focused Ion Beam FIB) sind ein sehr nützliches Werkzeug in der Mikro- und Nanotechnologie sowie in der Analytik. Charakteristische Eigenschaften sind der Nanometer-Strahldurchmesser, der Energiebereich zwischen einigen eV und 200 keV, eine hohe Stromdichte sowie eine große Vielfalt an verfügbaren Ionen. In kommerziellen FIB Systemen werden üblicherweise Ga Flüssigmetall-Ionenquellen (LMIS) und in einigen Fällen auch Flüssigmetall-Legierungs-Ionenquellen (LMAIS) eingesetzt. FIB-Anlagen gestatten es, Strukturen beliebiger Form bis in den Nanometerbereich hinein zu erzeugen.
Beladen einer Flüssig-Metalllegierungs-Ionenquelle mit flüssiger Gold-Silizium Legierung
Emissionstest einer Gold-Silizium Flüssig-Metalllegierungs-Ionenquelle
Herstellung
Periodensystem der Elemente nach Verfügbarkeit in Ionenfeinstrahlanlagen
Das Ionenfeinstrahllabor im Institut verfügt über Ausrüstungen und umfangreiche Erfahrungen zur Entwicklung und Herstellung von LMAIS vom Haarnadeltyp für unterschiedliche Quellenmaterialien wie beispielsweise:
Au73Ge27, Au82Si18, Ce80C20, Co36Nd64, Er69Ni31, Sn74Pb26, In14Ga86, Ga38Bi62, Ga35Bi60Li5 sowie viele andere Quellen auf Anfrage ...
Test und Charakterisierung
Für den Test und zur Charakterisierung der Quellen werden folgende Parameter bestimmt:
- Strom-Spannungs-Charakteristik, Emissionsstabilität, Lebensdauer und Emitter-Temperaturverhalten, Langzeitstabilität.
- Massenspektren
- Winkelverteilung und Winkelintensität mittels eines rotierenden Faradayzylinders.
- Ionenenergieverteilung sowie Energieverschiebung jeder emittierten Komponente der Quelle durch einen Massenfilter und einen Gegenfeldanalysator.
Instrumentation
- TIBUSSII - Orsay Physics NanoSpace system ausgerüstet mit einem 5 nm SEM, einer 7 nm massen-separierten Flüssigmetall Legierungs FIB sowie einer 17 nm massen-separierten Plasma FIB
- 2x Orsay Physics CANION Z31Mplus massen-separierten Flüssigmetall-Legierungs FIB (semi-kommerziell)
- Carl Zeiss NVision 40 CrossBeam Ga-FIB für Standardanwendungen wie Ionenstrahllithografie und TEM-Lamellen-Zielpräparation
- Carl Zeiss ORION NanoFab & 2x Carl Zeiss ORION Plus Helium Ion Microscope He/Ne-FIB
- Hitachi Ion Milling System ArBlade 5000 zur Erstellung von Ionenpolierten Probenquerschnitten, 500µA of 10 keV Ar, Abtragraten > 1 mm / h
- Leica EM TXP Zielpräzisionsinstrument zur Probenvorbereitung zum Fräsen, Sägen, Schleifen und Polieren von Proben mit integriertem Stereomikroskop
Aktuelle Projekte
Gallium Oxide Fabrication with Ion Beams GoFIB (05/2022 – 05/2025)
GoFIB (Reference Number: project9659), press release
Gallium oxide is a novel ultra-wide band gap material, and the rationale is that its thin film fabrication technology is immature. In particular, the metastability conditions are difficult to control during sequential deposition of different polymorphs with existing techniques. However, the polymorphism may turn into a significant advantage if one can gain control over the polymorph multilayer and nanostructure design. Our objective is to develop a method for the controllable solid state polymorph conversion of gallium oxide assisted by ion irradiation, capitalizing on encouraging preliminary data. This fabrication method may pave the way for several potential applications (e.g. in power electronics, optoelectronics, thermoelectricity, batteries) and we will test the corresponding functionalities during the project. Thus, we envisage multiple positive impacts and potential benefits across a wide range of stakeholders.
Abgeschlossene Projekte
Alle Publikationen
Aktuelle Publikationen
2024
Transport of dust across the Solar System: Constraints on the spatial origin of individual micrometeorites from cosmic-ray exposure
J. Feige, A. Airo, D. Berger, D. Brückner, A. Gärtner, M. Genge, I. Leya, F. Habibi Marekani, L. Hecht, N. Klingner, J. Lachner, X. Li, S. Merchel, J. Nissen, A. B. C. Patzer, S. Peterson, A. Schropp, C. Sager, M. D. Suttle, R. Trappitsch, J. Weinhold
Beteiligte Forschungsanlagen
- Ionenstrahlzentrum DOI: 10.17815/jlsrf-3-159
Verknüpfte Publikationen
- DOI: 10.17815/jlsrf-3-159 is cited by this (Id 38222) publication
Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-38222
2023
Roadmap for focused ion beam technologies
K. Höflich, G. Hobler, F. I. Allen, T. Wirtz, G. Rius, A. Krasheninnikov, M. Schmidt, I. Utke, N. Klingner, M. Osenberg, L. McElwee-White, R. Córdoba, F. Djurabekova, I. Manke, P. Moll, M. Manoccio, J. M. de Teresa, L. Bischoff, J. Michler, O. de Castro, A. Delobbe, P. Dunne, O. V. Dobrovolskiy, N. Freese, A. Gölzhäuser, P. Mazarov, D. Koelle, W. Möller, F. Pérez-Murano, P. Philipp, F. Vollnhals, G. Hlawacek
Beteiligte Forschungsanlagen
- Ionenstrahlzentrum DOI: 10.17815/jlsrf-3-159
Verknüpfte Publikationen
- DOI: 10.17815/jlsrf-3-159 is cited by this (Id 37049) publication
-
Applied Physics Reviews 10(2023)4, 041311
arXiv: 2305.19631
Cited 10 times in Scopus -
Poster
Eu-F-N workshop, 07.-09.06.2023, Zürich, Schweiz -
Poster
FIT4NANO workshop, 17.-19.07.2023, Lisbon, Portugal -
Poster
AVS69, 05.-10.11.2023, Portland, USA
Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-37049
Universal radiation tolerant semiconductor
A. Azarov, J. G. Fernández, J. Zhao, F. Djurabekova, H. He, R. He, Ø. Prytz, L. Vines, U. Bektas, P. Chekhonin, N. Klingner, G. Hlawacek, A. Kuznetsov
Beteiligte Forschungsanlagen
- Ionenstrahlzentrum DOI: 10.17815/jlsrf-3-159
Verknüpfte Publikationen
- DOI: 10.17815/jlsrf-3-159 is cited by this (Id 36900) publication
-
Data publication: Universal radiation tolerant semiconductor
ROBIS: 37095 HZDR-primary research data are used by this (Id 36900) publication
-
Nature Communications 14(2023), 4855
arXiv: 2303.13114
Cited 23 times in Scopus
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Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-36900
Direct magnetic manipulation of a permalloy nanostructure by a focused cobalt ion beam
J. Pablo-Navarro, N. Klingner, G. Hlawacek, A. Kakay, L. Bischoff, R. Narkovic, P. Mazarov, R. Hübner, F. Meyer, W. Pilz, J. Lindner, K. Lenz
Beteiligte Forschungsanlagen
- Ionenstrahlzentrum DOI: 10.17815/jlsrf-3-159
Verknüpfte Publikationen
- DOI: 10.17815/jlsrf-3-159 is cited by this (Id 36822) publication
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- Zweitveröffentlichung erwartet ab 26.10.2024
Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-36822
2022
Wafer-scale nanofabrication of telecom single-photon emitters in silicon
M. Hollenbach, N. Klingner, N. Jagtap, L. Bischoff, C. Fowley, U. Kentsch, G. Hlawacek, A. Erbe, N. V. Abrosimov, M. Helm, Y. Berencen, G. Astakhov
Beteiligte Forschungsanlagen
- Ionenstrahlzentrum DOI: 10.17815/jlsrf-3-159
Verknüpfte Publikationen
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Ion-induced telecom single-photon emitters in silicon
ROBIS: 37394 cites this (Id 35071) publication -
Ion-induced telecom single-photon emitters in silicon
DOI: 10.17815/jlsrf-3-159 is cited by this (Id 35071) publication
Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-35071
Differential evolution optimization of Rutherford back-scattering spectra
R. Heller, N. Klingner, N. Claessens, C. Merckling, J. Meersschaut
Beteiligte Forschungsanlagen
- Ionenstrahlzentrum DOI: 10.17815/jlsrf-3-159
Verknüpfte Publikationen
- DOI: 10.17815/jlsrf-3-159 is cited by this (Id 34563) publication
-
Syntetic Spectra Data used in publication "Differential evolution optimization …
ROBIS: 34545 HZDR-primary research data are used by this (Id 34563) publication
Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-34563
Epitaxial lateral overgrowth of tin spheres driven and directly observed by helium ion microscopy
N. Klingner, K.-H. Heinig, D. Tucholski, W. Möller, R. Hübner, L. Bischoff, G. Hlawacek, S. Facsko
Beteiligte Forschungsanlagen
- Ionenstrahlzentrum DOI: 10.17815/jlsrf-3-159
Verknüpfte Publikationen
- DOI: 10.17815/jlsrf-3-159 is cited by this (Id 34525) publication
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Data publication: Epitaxial lateral overgrowth of tin spheres driven and …
ROBIS: 34526 HZDR-primary research data are used by this (Id 34525) publication
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- Final Draft PDF 12,1 MB Zweitveröffentlichung
Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-34525
Laser-induced ionization with liquid metal ion sources and two-color sculpted laser fields
F. Machalett, B. Ying, P. Wustelt, L. Bischoff, N. Klingner, W. Pilz, M. Kübel, A. M. Sayler, T. Stöhlker, G. G. Paulus
Beteiligte Forschungsanlagen
- Ionenstrahlzentrum DOI: 10.17815/jlsrf-3-159
Verknüpfte Publikationen
- DOI: 10.17815/jlsrf-3-159 is cited by this (Id 34427) publication
-
Beitrag zu fremdem Sammelwerk
in: Jahresbericht Helmholtz-Institut Jena 2021, Jena: Helmholtz-Institut Jena, Fröbelstieg, 2022, 60-60
Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-34427
Sustainable Bioengineering of Gold Structured Wide-Area Supported Catalysts for Hand-Recyclable Ultra-Efficient Heterogeneous Catalysis
C. S. Bhatt, D. S. Parimi, T. K. Bollu, H. U. Madhura, N. Jacob, R. Korivi, S. S. Ponugoti, S. Mannathan, S. Ojha, N. Klingner, M. Motapothula, A. K. Suresh
Beteiligte Forschungsanlagen
- Ionenstrahlzentrum DOI: 10.17815/jlsrf-3-159
Verknüpfte Publikationen
- DOI: 10.17815/jlsrf-3-159 is cited by this (Id 34270) publication
Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-34270
Dysprosium Liquid Metal Alloy Ion Source For Magnetic Nanostructures
L. Bischoff, N. Klingner, P. Mazarov, K. Lenz, R. Narkovic, W. Pilz, F. Meyer
Beteiligte Forschungsanlagen
- Ionenstrahlzentrum DOI: 10.17815/jlsrf-3-159
Verknüpfte Publikationen
- DOI: 10.17815/jlsrf-3-159 is cited by this (Id 34127) publication
Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-34127
Quantitative nanoscale imaging using transmission He ion channelling contrast: Proof-of-concept and application to study isolated crystalline defects
S. Tabean, M. Mousley, C. Pauly, O. de Castro, E. Serralta Hurtado De Menezes, N. Klingner, G. Hlawacek, T. Wirtz, S. Eswara
Beteiligte Forschungsanlagen
- Ionenstrahlzentrum DOI: 10.17815/jlsrf-3-159
Verknüpfte Publikationen
- DOI: 10.17815/jlsrf-3-159 is cited by this (Id 32753) publication
Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-32753
