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Ultra high precision electron beam lithography system for nanodevice and nanostructures definition

English title Ultra high precision electron beam lithography system for nanodevice and nanostructures definition
Applicant Zardo Ilaria
Number 205334
Funding scheme R'EQUIP
Research institution Departement Physik Universität Basel
Institution of higher education University of Basel - BS
Main discipline Condensed Matter Physics
Start/End 01.01.2022 - 31.12.2022
Approved amount 600'000.00
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All Disciplines (3)

Discipline
Condensed Matter Physics
Material Sciences
Information Technology

Keywords (7)

electron beam lithography ; Nanotechnology; nanoscale devices; nanofabrication; Quantum-science; quantum physics; nanoscience

Lay Summary (Italian)

Lead
Negli ultimi decenni le nanoscienze e la scienza quantistica sono cresciute costantemente, in gran parte anche grazie alla disponibilità di tecniche di elaborazione, manipolazione e imaging sempre più avanzate. In particolare, la nano-fabbricazione è stata il principale abilitatore di esperimenti e dispositivi, in cui la meccanica quantistica gioca un ruolo chiave. Per condurre tale ricerca, è necessario avere a disposizione un sistema di litografia elettronica di altissima precisione che combini caratteristiche cruciali per rimanere all'avanguardia della nano-scienza e della tecnologia.
Lay summary

Soggetto e obiettivo
L’obiettivo di questo progetto è permettere l’avanzamento nella ricerca su argomenti attuali in quantistica e nano-scienza. In particolare, le nostre ricerche si focalizzano i. sul trasporto di calore e di carica per poter realizzare dispositivi con nuove funzionalità, ii. nel campo della fotonica e dell’ottica quantistica per poter comprendere l’interazione tra luce e materia e utilizzare questa conoscenza nella definizione di dispositivi optoelettronici, iii. nel campo della magnometria per la comprensione delle proprietà magnetiche di materiali con dimensioni ridotte e per lo sviluppo di nuovi metodi per il rilevamento di campi magnetici alla nanoscala.

Contesto socio-scientifico
Oltre a studi basati sulla fisica, questo progetto permette lo sviluppo di metodi di fabbricazione rilevanti nelle scienze ingegneristiche, in particolare nella micro-fabbricazione e nell'ingegneria dei dispositivi. Inoltre, formeremo dottorandi e studenti di postdottorato in un'area di interesse emergente in un ambiente collaborativo, in modo che siano equipaggiati per carriere accademiche e industriali.

Direct link to Lay Summary Last update: 16.12.2021

Responsible applicant and co-applicants

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
205573 SensExtreme 01.04.2022 ERA-NET QuantERA
185902 NCCR QSIT: Quantum Science and Technology (phase III) 01.01.2019 National Centres of Competence in Research (NCCRs)
192027 Quantum-Transport Phenomena in Hybrid Devices based on Nanowires *new* 01.04.2020 Project funding
188521 Exploring nanoscale magnetic phenomena using a quantum microscope 01.10.2019 Project funding
180604 NCCR SPIN (phase I) 01.08.2020 National Centres of Competence in Research (NCCRs)
184942 Phonon Interference in nanostructures 01.04.2019 Project funding
178863 New Scanning Probes for Nanomagnetic Imaging 01.04.2018 Project funding
182081 Two-dimensional semiconductor platforms for superconductor hybrid nanostructures 01.05.2019 Project funding
179801 Quantum structures in nanowires: physical properties on demand by hydrogen irradiation 01.02.2019 Ambizione
175341 Topological quantum states in double nanowire devices 01.04.2018 ERA-NET QuantERA
179024 Quantum Coherence in Nanoscale Systems 01.04.2018 Project funding
189924 Hydronics 01.06.2020 Sinergia

Abstract

In the last decades nano- and quantum-science have been steadily growing in large part also thanks to the availability of ever more advanced processing, manipulation, and imaging tech-niques. Specifically, nanofabrication has been the leading enabler of experiments and devices, in which quantum mechanics play a key role.The University of Basel is nationally and internationally recognized as a leader in nanoscience and nanotechnology. It was the leading house of the National Center in Competence and Re-search (NCCR) on Nanoscience, which later became the Swiss Nanoscience Institute (SNI). The University of Basel is leading the NCCR SPIN for the realization of spin qubits in Silicon and is also co-leading the NCCR QSIT on Quantum Science and Technology (with ETHZ as Leading House). The present proposal to the SNF R’Equip scheme is a joint effort of six principal investigators (PIs) in the physics department of the University of Basel, who work on current topics in quantum- and nano-science. The PIs, who submit this proposal together, do research that relies on the availability of state-of-the-art fabrication tools, such as an electron beam lithography (EBL) system. The proposal makes the case for the purchase of an ultra-high precision EBL system that combines high resolution, tunable acceleration voltages, different write-field size, ultra-high precision alignment, proximity correction, and mechanical stability. This combination is unique and crucial for the University of Basel to stay at the forefront of nano-science and technology. The system will be installed in the new clean room shared between the University of Basel and the Department of Biosystem Science and Engineering of the ETH. Therefore, the purchased system will be available for the users of the clean-room.
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