17 feb. 1999
2 minuten
Op de TUEindhoven is Ineke Wijnheijmer is afgelopen maandag cum laude gepromoveerd op haar onderzoek naar ‘single dopants’ in halfgeleiders. Ze deed haar onderzoek bij hoogleraar Paul Koenraad (Photonics and Semiconductor Nanophysics). Ze deed een opmerkelijke vinding, tegen de bestaande theorieën in.
‘Dopants’ zijn atomen die aan halfgeleidermateriaal worden toegevoegd om het elektrisch actief te maken. Door die toevoeging krijgt het materiaal eigenschappen waardoor het bepaalde functies kan vervullen als onderdeel van microchips. Wijnheijmer onderzocht het effect van individuele dopant-atomen. Ze deed dit met een scanning tunneling microscope (STM), die met een hele scherpe naald over het oppervlak scant. Een van haar belangrijkste bevindingen was dat de STM ideaal is voor het bestuderen en manipuleren van ‘single dopant atoms’.
Krachtiger en zuiniger
Haar werk is van belang om nog kleinere onderdelen in chips te kunnen maken, waardoor de micro-elektronica krachtiger en energiezuiniger kan worden. Wijnheijmer: "De nieuwste generatie transistors heeft typische lengteschalen van 22 nanometer. Voor verdere ontwikkelingen is het essentieel dat het gedrag van halfgeleiders op deze schaal wordt begrepen, en dat is waar wij aan werken."
Atomaire resolutie
"Door de miniaturisatie worden oppervlaktes en interfaces tussen verschillende materialen steeds belangrijker. Het materiaal gaat zich ook anders gedragen. Wij bestuderen het effect van oppervlaktes en interfaces op de atomaire schaal", aldus de onderzoekster. "Met de STM kunnen we het oppervlak met atomaire resolutie afbeelden. Dit alles gebeurt in ultrahoog vacuüm, om het oppervlak schoon te houden. En het moet geheel trillingsvrij. De afstand tussen naald en oppervlak is namelijk slechts een halve nanometer, vergelijkbaar met de diameter van één atoom. Als de naald het oppervlak aantikt, gaat hij kapot."
Opmerkelijke vinding
Een opmerkelijke vinding was dat de bindingsenergie van de doteringsatomen toeneemt naarmate ze dichter bij het oppervlak komen. De bindingsenergie is de energie die nodig is om het elektron los te maken van het doteringsatoom, waardoor het atoom actief wordt. De bestaande theorieën voorspelden een afname van de bindingsenergie richting het oppervlak, maar Wijnheijmer heeft het tegenovergestelde laten zien. "Het duurde wel even voordat we ervan overtuigd waren dat onze resultaten correct waren", aldus Wijnheijmer. "We hebben diverse keren onze analyses doorlopen, totdat we ervan overtuigd waren dat er echt geen andere mogelijke interpretatie was."
Wijnheijmer gaat nu aan het werk bij printer- en copierfabrikant Océ in Venlo, op een onderzoeksafdeling.
Jaarlijks telt de TU/e een kleine tweehonderd promoties. Gemiddeld krijgt minder dan vijf procent daarvan de eervolle vermelding ‘cum laude’
Anderen lazen ook
