Das weltweit kleinste Thermometer misst Fehlerstellen im Chip

Das weltweit kleinste „Chip-Thermometer“ kann winzigste, durch Fehler verursachte Temperaturunterschiede auf Mikrochips entdecken und messen. Das Chip-Thermometer ist kleiner als ein tausendstel Haardurchmesser (circa 100 Nanometer).

Das neuartige Nanowerkzeug haben Dr. Ivo W. Rangelow und Mitarbeiter am Institut für Mikrostrukturtechnologie und Analytik (IMA) der Universität in Kassel entwickelt. Das Kasseler Team mit Dr. Theodor Gotszalk, Dr. Nicolai Abedinov und Dr. Ivo W. Rangelow kooperierte dabei mit Dr. Klaus Edinger, Universität Maryland, USA.
Das neue Werkzeug ermöglicht, Temperatur mit der Genauigkeit von einem tausendstel Grad Celsius auf einer Scala mit einer Auflösung in der Größenordnung von einem Nanometer zu messen. Es wird verwendet um sogenannte heiße Stellen eines Mikrochips zu erkennen und damit Fehlerquellen zu lokalisieren. Das Nano-Thermometer besteht aus einem Nanodraht mit einem Durchmesser von ca. 100 nm (Nanometer) in Form einer Thermoschleife. Als Messprinzip wird das Verhalten des elektrischen Thermoschleifenwiderstandes bei einer Temperaturveränderung genutzt. Darüber hinaus wird die Thermoschleife auf einen weichen Biegebalken gebracht und kann damit gleichzeitig als Abtastspitze, mittels Kraftwechselwirkungen mit der Oberfläche, die Topologie des Chips abbilden 

Das kleinste Chip-Thermometer der Welt ist wieder eine Entwicklung aus den Kasseler Nanostrukturwissenschaften, die bereits im vergangenen Jahr mit der kleinsten Düse der Welt, dem Nanojet, in der Öffentlichkeit bekannt wurde.(s. auch diesbezügliche Pressemitteilung http://www.uni-kassel.de/presse/pm/feb00-09.ghk). Im Institut für Mikrostrukturtechnologie und Analytik der Universität Gesamthochschule Kassel (GhK), das von Prof. Dr. Rainer Kassing geleitet wird, arbeiten Physiker, Elektrotechniker, Chemiker und Biologen zusammen.

Internationale Anerkennung für die Arbeiten von Dr. Ivo W. Rangelow brachte unlängst auch die Internationale Konferenz für Mikro- und Nanowissenschaften in Jena: Dort wurde der Beitrag über das kleinste „Chip-Thermometer“ aus Kassel für einen „eingeladenen Vortrag“ auf der kommenden internationalen Fachkonferenz für Mikro- und Nanowissenschaften nominiert. Diese Auszeichnung verdeutlicht das besondere Interesse der Nano-Fachwelt an dieser Entwicklung.
Während der gleichen Konferenz ging der Preis für die beste wissenschaftliche Posterpräsentation an die Gruppe von Dr. Ivo W. Rangelow aus dem Institut für Mikrostrukturtechnologie und Analytik (IMA) der GhK. Mit dieser Auszeichnung wurde die Arbeit des Kasseler Teams von Jens Voigt und Dr. Rangelow gewürdigt, die mit dem Nanojet – der „Kleinsten Düse der Welt“ – in einer Kooperation mit Dr. Peter Hudek von der Leica GmbH, Jena und Dr. Klaus Edinger, Wissenschaftler der Universität von Maryland, USA erzielt wurden. „Das ist fast eine Tradition“, sagte Dr. Rangelow, „meine Gruppe hat zum fünften Mal bei der MNE-Konferenz einen solchen Preis bekommen“.
Durch die Auszeichnung der NANOJET-Arbeit wurden die Kasseler Wissenschaftler in die USA eingeladen, um auf der nächsten nano-wissenschaftlichen Tagung der Amerikanischen Physikalischen Gesellschaft (EIPBN’2001) die Kasseler „Kleinste Düse der Welt“ zu präsentieren.