Auf der linken Aufnahme ist eine freistehende Membran aus Yttrium-stabilisiertem Zirkonoxid (YSZ) zu sehen. Dieses Material ist als Festkörperionenleiter zum Beispiel interessant für die Forschung an miniaturisierten Brennstoffzellen oder als Festkörperionenemitter für miniaturisierte Triebwerke. Die 1 µm dicke YSZ-Dünnschicht wurde mittels Hochfrequenz-Sputterns auf einen thermisch oxidierten Silizium-Wafer abgeschieden. Danach wurden im Mikro- und Nanostrukturierungslabor mehrere Stukturierungsschritte durchgeführt, um freistehende Membranen zu erzeugen. Hierbei ist vor allem das anisotrope Silizium-Ätzen wichtig. Benutzt man zum Beispiel Kaliumhydroxid (KOH), so werden die (100)-Ebenen des Si-Wafers schneller geätzt als die (111)-Ebenen. Es bilden sich pyramidenstumpfartige Strukturen, wie es zum Beispiel im linken Bild an den Wänden der geätzten Vertiefung zu erkennen ist. Dort sieht man das Si-Substrat und die YSZ-Membran von "unten". Auf dem rechten Schema ist ein Querschnitt der Probe dargestellt und der Winkel zwischen den beiden Kristallebenen zu sehen. Des Weiteren kann man in der optischen Aufnahme eine kreuzförmige Struktur erkennen, die durch Verspannungen in den Membranen verursacht wird. Diese Verspannungen sind abhängig von der Größe der Membran und werden mit verschiedenen Methoden, z. Bsp. Raman-Mapping, weiter untersucht.
(Bild eingereicht von Florian Kuhl, AG Prof. Dr. Peter J. Klar, I. Physikalisches Institut)
