Das Interdisziplinäre Zentrum für Materialwissenschaften verfügt über einen Pool leistungsfähiger moderner Geräte, die eine umfassende Untersuchung der unterschiedlichsten Materialien erlauben. Im Einzelnen stehen folgende Untersuchungstechniken und Geräte zur Verfügung:

• Niederspannungsrasterelektronenmikroskopie (Zeiss Gemini 500) in Kombination mit EDX (Oxford Ultim Max & Oxford Extreme) und EBSD (Oxford C-Nano)
  Feldemissionsrasterelektronenmikroskop zur höchstaufgelösten Oberflächenabbildung auch bei niedrigen Primärstrahlenergien: 0,05…30 kV, Strahldurchmesser 1 nm @ 500V, 0.9 nm @ 1 kV; variable pressure Modus zur Verminderung von Probenaufladungen; hocheffizienter festerloser EDX-Detektor (SDD) mit Elementdetektion bis hin zu Lithium
• Rasterelektronenmikroskopie unter "atmosphärischen" Bedingungen (Phillips XL30 ESEM FEG)
  Feldemissionsrasterelektronenmikroskop zur Oberflächenabbildung von Proben auch unter Gasatmosphäre (ESEM-Mode), Primärstrahlenergie: 0,5…30 kV, Strahldurchmesser: 2 nm @ 30 kV, 5nm @ 1 kV, Druckbereich: Hochvakuum oder 0,3…10 Torr (ESEM), Temperaturbereich: -5…60 °C; EDX (EDAX-SiLi-Detektor)
• Kombinierte Rasterelektronenmikroskopie mit fokussiertem Ionenstrahl (FEI Versa 3D) [*]
  Universelles Focussed Ion Beam-Gerät zur Nanopräparation und Inspektion; Schottky- Feldemitter-Kathode 0,2…30 kV; Hochstromionensäule mit Ga-Ionenquelle: 0.5..30kV bei 0.6pA...60nA, 7 nm Ionenstrahlauflösung bei 30 kV; in-situ Mikromanipulator; GIS-System zur Abscheidung von C, Pt, W; EDX (EDAX Octane Elite)
• Transmissionselektronenmikroskopie (Zeiss LEO 912) [*]
  Abbildendes Transmissionselektronenmikroskop mit Energiefilter und LaB6-Kathode, Primärstrahlenergie: 80…120 keV, 2k-Slow Scan CCD-Kamera, Punktauflösung 3.7 Å (TEM-Mode)
• Klassische TEM- und SEM-Präparation für Festkörperproben
  Fadensägen, Ultraschallbohrer, Schleif- und Poliergeräte, Dimpler;
  Ar-Ionenätzer (Precision Ion Polishing System Gatan 691);
  Kohlenstoffbeschichtung (Cressington 208 carbon coater); Metallbeschichtung (Cressington 208HR sputter coater);
  kombiniertes Ätz- und Beschichtungssystem zum Polieren und Freilegen von Oberflächen, Böschungsätzverfahren, hochauflösende in-situ-Ionen-Sputterbeschichtung (Gatan Precision Etching and Coating System PECS)
• Lichtmikroskopie und Bildverarbeitung
  Lichtmikroskope mit Kamera zur Hellfeld-, Dunkelfeld- und Polarisationsmikroskopie in Verbindung mit einem SIS analysis Bildverarbeitungssystem, differentiellem Interferenzkontrast, Extended focal imaging, Objektive 5x...100x (Leica DM RXE & Zeiss Auflichtmikroskop Axio Imager)
• Elektrische Messungen
  Spitzenmessplatz mit Mikromanipulatoren zur Widerstandsmessung an Mikrostrukturen, Vierspitzenmethode

* in Zusammenarbeit mit dem ZIK SiliNano und dem Institut für Physik

• 200 m² Reinraum der Klasse 100
  Nassbänke mit beheizbaren Quarz- und Kunststoffbecken für die Reinigung und Prozessierung und Trocknung von 4", 6" und 8"-Wafern, Heizplatten und Spincoater

• Ramanmikroskopie (Dilor LabRam)
  Bestimmung der chemischen Zusammensetzung, Kristallinität, Dotierung, Relaxation etc. von ramanaktiven Proben; Anregungslaser: 633 nm, räumliche Auflösung: 1…10 µm, spektrale Auflösung: 2…6 cm-1
• Rasterkraftmikroskopie (Pacific Nanotechnology Nano-R & DME Nanotechnologie DS95-50)
  Multimode-AFM (contact mode, close contact modes, phase contrast, STM-mode), Abbildung atomarer Stufen, SNOM Erweiterung
• Spektroskopische Ellipsometrie (J.A. Woollam M-2000V)
  zur Bestimmung von Schichtdicke, Homogenität, Rauigkeit sowie komplexem Brechungsindex von dünnen Einzel- und Multischichten, Wellenlänge 370…1000 nm
• Glimmentladungsspektroskopie GDOES (Spectruma GDA 750 HR) [*]
  Glimmentladungsspektrometer mit DC- und gepulstem HF-Plasmagenerator zur Elementanalyse im Tiefenprofil. Durchmesser der Messfläche 2.5 mm². Optisches Spektrometer zur Detektion der im Plasma angeregten Elementlinien ausgestattet mit Photomultiplier-Kanälen, CCD-Detektor sowie Monochromator
• Lumineszenzmessung [*²]
  Photolumineszenz, Elektrolumineszenz, Photolumineszenz-Emission für temperaturabhängige Messungen, He–Ne-Laser, He–Cd-Laser, hochauflösende Monochromatoren SP2357, SP2558, NIR-Detektoren Ge, InGaAs, CCD
• Hochvakuum-Ionenstrahlbeschichtung von keramischen Batteriematerialien und Metallen (BESTEC IBS mit Sylatex-Glovebox)
  1000 °C-Substrathalter 1", Manipulator für 2 × 2"-Targets, Kaufmann-Ionenquelle, Glovebox für lösemittelfreies Arbeiten
• Linearbeschichtung
  Rakelbeschichtungsanlage von dünnen Polymerfolien mit Strahlungs- und Konvektionstrockner

• Ionenstrahlätzanlage [Zugang über Institut für Physik, AG Nanostrukturierte Materialien]
  für Argonionen, mit Strahlneutralisierung, Substratrotation und -kühlung sowie SIMS-Endpunktdetektion
• UHV-Clustertool [Zugang über Institut für Physik, AG Nanostrukturierte Materialien]
  Spezialanlage für kleinere Proben mit insgesamt 4 UHV-Kammern und Zentralmanipulator zur Kombination verschiedener Materialien mit:
  gepulster Laserdeposition für komplexe Oxide mit Widerstands- und Laserheizung (TSST); organische Molekularstrahlepitaxie für max. 4 organische Halbleiter mit in-situ-Metallisierung; Magnetronsputterkammer für magnetoelektronische Anwendungen mit insgesamt 9 Magnetrons; Elektronenstrahlverdampfer mit fünf Tiegeln (6 kW) und zwei verschiedenen Aufdampfpositionen für geringe thermische Belastung
• Atomic Layer Deposition (Beneq ALD TFS 200) [Zugang über Institut für Physik, AG Mikrostrukturbasiertes Materialdesign]
  thermische und plasmagestützte Atomic Layer Deposition zur Abscheidung von ZnO und Al2O3, Wafer bis 8"
• PECVD (Oxford PECVD Plasmalab 100) [Zugang über Fraunhofer CSP]
  Abscheidung von Siliciumnitrid und -oxid, Wafer bis 8“
• Handschuhbox [Zugang über Institut für Physik, AG Nanostrukturierte Materialien/AG Photovoltaik]
  Für Arbeiten mit Lösungsmittel, mit Bedampfungspumpstand (Korvus Hex) zum thermische Bedampfung und Sputtern innerhalb der Box
• Parylenbeschichtungsanlage (Diener Electronic,P6)[Zugang über Institut für Physik, AG Medizische Physik]
  Beschichtung mit Parylenen N, C, D, F-VT4 mit Schichtdicken 0,05…30 µm, Flüssigstickstoffkühlfalle, 1,6 kW Pyrolyse 750 °C, Silanverdampfer

* in Zusammenarbeit mit dem Fachgruppe Photovoltaik am Institut für Physik
*² in Zusammenarbeit mit der Fachgruppe Nichtlineare Nanophotonik am Institut für Physik

• Laserinterferenzlithographie ( Laser: CryLaS 50 mW & 10 mW mit λ=266 nm)
  Herstellung regelmäßiger Nanostrukturen mit Perioden von 150…700 nm, max. Probengröße: 50 mm Durchmesser
• Elektronenstrallithographie (Raith Pioneer) [*]
  Elektronenstrahlbelichter mit Feldemissionskathode und laserinterferometrisch kontrolliertem Probentisch, Primärstrahlenergie: 0.5…30 keV, kleinste Strukturgröße = 20 nm, Field stitching accuracy = 50 nm (mean + 2σ), Laserstage travel range 50 mm × 50 mm
• Maskenlose optische Lithographie (DMO MicroWriter ML3) [*]
  UV-Belichter mit Spiegelarray, 385 nm Laser, 150 mm × 150 mm Probengröße
• Fotolithografie (SUSS MJB-3 Mask Aligner) [*]
  UV-Belichter mit 365 nm Beleuchtung, Wafergröße max. 3", Auflösung der Belichtung 0.8µm, Maskenalignment: > 0.25 µm
• Nanoimprintlithographie (OBDUCAT Nanoimprinter NIL-2,5“)
  Hotembossing max. 250 °C, 70 bar, max. Stempel–Substratgröße 65 mm Durchmesser
• Reaktives Ionenätzen / Plasmaätzen (Oxford Plasmalab 100 System) [*²]
  Plasmaquelle RIE/ICP mit max. 300 W/5000 W, Wafer 4" oder 6", zwei Prozesskammern (F- bzw. Cl-Prozesse),
• Plasmareinigung (Diener Nano)
  Ätzen, Aktivieren und Reinigen von Oberflächen für nachfolgende Prozesse, Prozess- und Spülgase: O2, N2, Ar, Generator LF 40 kHz mit max. 300 W
• Profilometrie (Veeco Dektak 150) [*]
  eindimensionales Profilometer mit TV-Kamera, Andruckkraft Stylus: 1…15 mg, Reproduzierbarkeit: 6 Å (σ bei 100 nm Kante), Höhenbereich: 524 µm, max. Scanlänge: 55 mm
• Drahtbonden (tpt HB05) [*]
  Drahtbonder mit wedge/wedge oder ball/wedge bonding zur elektrischen Kontaktierung strukturierter Proben
• Lichtmikroskopische Waferinspektion (Zeiss Axiotron)
  
• thermische bzw. Elektronenstrahlbedampfung
  Elektronenstrahl-Bedampfungsanlage MSBA400: 6-fach Tiegelverdampfer 6 kW, Verdampfermaterialien Pt, Au, Cr, Ti, Al Wafer bis 6", Strahlungsheizung bis 350 °C;
  Roth & Rau Plasma-Laborsystem PLS 500P: DC-Sputtermagnetron mit 4"-Target zur Metallbeschichtung im HV, thermischer Verdampfer;
  Sputteranlage X320: Prozessplatz für max. 3"-Wafer, vorhandene Targetmaterialien Ni, Fe–Ni-Legierungen, Cu;
  HV-Anlagen B30 HVT Dresden: thermische Bedampfung mit Au, Ag, Al, Cr, Ti
• Temperöfen
  

* in Zusammenarbeit mit der Fachgruppe Nanostrukturierte Materialien am Institut für Physik
*² in Zusammenarbeit mit der Fachgruppe Nichtlineare Nanophotonik am Institut für Physik

• EPOS - ELBE Positron Source