Twee jaar geleden, bij de vorige ronde van ‘NWO Groot’, was de TU/e goed voor een waferscanner en een reactor om nanodraden te produceren. Paul Koenraad was in 2010 ook al mede-aanvrager van de MOVPE-reactor voor nanodraden. Hij deed dit destijds samen met prof.dr. Erik Bakkers, deeltijdhoogleraar in Delft en universitair hoofddocent in de groep van Koenraad, Photonics and Semiconductor Nanophysics. Onlangs haalde Bakkers’ Delftse collega Leo Kouwenhoven groot het nieuws door de ontdekking van het Majorana-fermion in structuren met aan de TU/e gefabriceerde nanodraden.

De nieuwe NWO-subsidie van 1.569.000 euro voor Koenraad is bestemd voor een apparaat waarmee de chemische structuur van een sample tot op atomair detail bepaald kan worden. Bij de gebruikte techniek, Atom Probe Tomography (APT), wordt de identiteit van specifieke atomen achterhaald door deze met elektrische velden los te maken uit het rooster en naar een detector te trekken. Aan de hand van de vluchttijd wordt de massa en daarmee de identiteit van het atoom bepaald. Op deze manier kan een 3D-reconstructie van het materiaal worden gemaakt.

Met de subsidie van 1.950.000 euro voor Koopmans zal een faciliteit worden gecreëerd waarmee atomen laag voor laag op een preparaat kunnen worden aangebracht. Dit sample kan vervolgens direct in hetzelfde apparaat worden geanalyseerd en gemanipuleerd op nanoschaal. De faciliteit komt in het nieuwe onderkomen van Koopmans’ groep Physics of Nanostructures in het Cascadegebouw.

De nieuwe apparatuur biedt de onderzoekers de mogelijkheid een elektronen- en een ionenbundel te combineren voor zowel fabricage als analyse. Ook komt er een tastmicroscoop met vier probes die onafhankelijk van elkaar kunnen bewegen. Deze apparaten zijn een aanvulling op de faciliteit voor atoomlaagdepositie waarvoor de groep van Koopmans vorig jaar al twee miljoen euro toegezegd heeft gekregen van het College van Bestuur van de TU/e.

Normaal gesproken moet tussen verschillende processtappen het vacuüm verbroken worden om het sample naar een andere machine te verplaatsen, of om instrumenten voor analyse of manipulatie toegang te verschaffen tot het sample, vertelt Koopmans: “Dat gaat gepaard met een risico op contaminatie en dat zorgt ervoor dat je bepaalde dingen gewoon niet kunt doen. Met deze subsidie kunnen we een wereldwijd unieke faciliteit bouwen, waarin we de atomaire lagen kunnen neerleggen, ze op nanoschaal manipuleren en karakteriseren, of er functionele devices uit fabriceren, zonder het ultrahoge vacuüm te hoeven verbreken.”

Met de toegekende subsidies voor Koenraad en Koopmans groeit de infrastructuur NanoLab@TU/e, bestaande uit de cleanroom in het Spectrumgebouw en de belendende nano-laboratoria, tot een zeer complete faciliteit die ook interessant is voor externe academische en industriële partijen, denkt Koopmans. “Aan de NWO-subsidie is de eis verbonden dat de gerealiseerde faciliteiten openstaan voor derden. Er komen nu veel uitdagende mogelijkheden binnen handbereik, onder meer voor samenwerking met nieuwe externe gebruikers als het energie-instituut DIFFER en NXP.”

De TU/e is met de TU Delft en de Rijksuniversiteit Groningen tevens mede-aanvrager van een gehonoreerd voorstel voor de LARMOR neutronenmicroscoop. Deze wordt bij het neutronenlaboratorium ISIS nabij Oxford geïnstalleerd en zal beschikbaar zijn voor alle Nederlandse materialenonderzoek. NWO fourneert 2,3 miljoen euro voor dit project. Het totale budget van deze ronde ‘NWO Groot’ bedraagt 15,5 miljoen euro. (TJ)