Gerichtete Carbon-Nanotube-Strukturen

Seit der Entdeckung von Kohlenstoffnanoröhren (Carbon NanoTubes, CNT) im Jahr 1991 versuchen Forscher aus aller Welt, das Potenzial der CNT für vielfältigste Anwendungen zu nutzen. Die herausragenden Eigenschaften der Carbon Nanotubes liegen in der Kombination von hoher mechanischer Festigkeit, hoher Wärmeleitfähigkeit, hoher elektrischer Leitfähigkeit und guter chemischer Beständigkeit begründet. Aufgrund ihres geringen Durchmessers von wenigen Nanometern und ihrer vergleichsweise großen Länge bis zu einigen Millimetern können Carbon Nanotubes problemlos Aspektverhältnisse > 10.000 aufweisen. Mit diesen Merkmalen und Eigenschaften sind sie für Anwendungen in der Sensorik und Aktorik sowie als Feldemitter, Halbleiterbauelement und Energiespeicher prädestiniert. Kohlenstoffnanoröhren können prinzipiell als ungerichtetes Volumenmaterial oder fixiert auf Trägermaterialien hergestellt werden. Im zweiten Fall wird die Erzeugung der CNT in gerichteter Form angestrebt.

Im Fraunhofer IKTS werden sowohl mehrwandige (MWCNT) als auch einwandige (SWCNT) Carbon Nanotubes gerichtet auf verschiedenen Trägersubstraten abgeschieden. Für die Synthese stehen zwei Anlagen zur Verfügung, die nach dem Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) arbeiten. Das Fraunhofer IKTS bietet eine geschlossene Prozesskette für gerichtete CNT an. Diese umfasst die Auswahl von geeigneten Trägermaterialien und Katalysatorsystemen, die CNT-Synthese sowie die Analyse und auch die Weiterverarbeitung von CNT-Strukturen.

 

Leistungsangebot

 

• Erzeugung von gerichteten und ungerichteten CNT-Schichten inklusive der Herstellung geeigneter Katalysatorsysteme
• Großflächige Carbon-Nanotube-Abscheidung auf Substraten bis zu 100 mm Durchmesser
• Strukturiertes Carbon-Nanotube-Wachstum
• Carbon-Nanotube-Synthese auf leitfähigen Unterlagen
• Abscheidung auf variablen Substratgrundflächen
• Komplexe Charakterisierung (spektroskopisch, mikroskopisch)
• Entwicklung neuer Schichtaufbauten und Bauelementstrukturen

 

Technische Ausstattung

 

• PECVD-Anlage „MicroSys 500“ (Roth & Rau)
• LPCVD-Laboranlage