Raster-Sonden-Mikroskopie mit Cantilever-Arrays (Scanning Probe Microscopy with Cantilever Arrays)

Der Artikel beschreibt die Realisierung von piezoresistiven Cantilever-Arrays für die Raster-Kraft-Mikroskopie. Sensoren für die Raster-Sonden-Mikroskopie (RSM) sind aus physikalischer Sicht faszinierende Mikrosysteme, da sie durch geeignete Kombination von Physik und Technologie ein neues nanoskopisches Materialverständnis ermöglichen. Die Raster-Sonden-Mikroskopie führt nicht nur zur Eröffnung neuer Horizonte für die Grundlagenforschung, sondern bietet auch die Chance, durch die Entwicklung neuartiger Sensoren und Sensorarrays bisher ungenutzte Wirkmechanismen zu nutzen. Physikalische, biologische und chemische Größen und Wechselwirkungen können auf der Basis von Mikro-Biegebalken (sog. Cantilever) durch die Umwandlung in eine mechanische Reaktion (Verbiegung des Cantilevers) sehr effektiv erfasst und dann wiederum in elektronisch verwertbare Signale umgewandelt werden. In diesem Artikel werden die Grundideen zur Realisierung von selbstoszillierenden piezoresistiven Cantilever-Arrays als System vorgestellt, mit denen Bilder mit hoher Geschwindigkeit aufgenommen werden können.

This paper reports on to the realization of piezoresistive cantilever-Arrays used in scanning probe microscopy (SPM). Sensors for the SPM are peculiar microsystems since the combination of physical and microtechnological principles allows to gain an insight into the material science at nanoscale. Moreover SPM technology is opening new horizons in fundamental research and gives a chance to employ new interaction principles for the realization of new sensors and sensor arrays. Physical, biological, and chemical values and interactions can effectively be detected and analyzed using cantilevers, where the nanomechanical interactions can be transformed into an electric signal. The basic issues for the realization of a complete system of self-actuated, piezoresistive cantilever arrays are described.