Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des Eindringens eines Teilchens in ein Material nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Be stimmung des Eindringens eines Teilchens in ein Material nach dem Oberbegriff von An spruch 13.

Die deterministische Implantation von einzelnen Ionen ist eine der Schlüsseltechniken zur Herstellung von Quantensystemen und insbesondere von Quantencomputern in einem Festkörper. Durch immer kleiner werdende Bauelemente sind die deterministische Implan tation von Ionen und ihre kontrollierte Platzierung auch für konventionelle Metalloxid- Feldeffekttransistoren (MOSFETs) von Interesse. Daneben werden auch optische Zentren, wie das Stickstoff-Vakanz-Zentrum in Diamant, für Quantencomputer oder als Einzelphoto nenquelle erforscht. Auch dafür ist eine deterministische Implantation von Ionen von ent scheidendem Vorteil für die vereinfachte technische Herstellung solcher Geräte.

Bisher bestehen zwei unterschiedliche Methodenklassen, um eine deterministische Implan tation zu erreichen: Zum einen über eine Postdetektion und zum anderen über eine Prede- tektion.

Bei der sogenannten Postdetektion werden z.B. Sekundärelektronen, die beim Auftreffen eines Ions auf eine Oberfläche ausgelöst werden, detektiert. Das Vorhandensein solcher Sekundärelektronen ist daher ein Maß für die Implantation eines Ions. Alternativ können auch Elektronen-Loch-Paare mittels einer Diode abgesaugt und dadurch detektiert werden.

In beiden Fällen ist es aber von Nachteil, dass der Nachweis zu 100% gelingen muss, weil ansonsten Ionen doppelt platziert werden würden. Um messbare Effekte zu erzeugen, müs sen allerdings hohe kinetische Energien der Ionen verwendet werden, wobei aufgrund der hohen kinetischen Energien die laterale Auflösung durch eine Deplatzierung mittels Stragg- ling begrenzt ist. Außerdem ist die Anwendbarkeit dieser Methode auf bestimmte Sub strate begrenzt. Schließlich erschwert das Straggling bei hohen kinetischen Energien die Nutzung des Gitterdefekts in späteren Anwendungen. Eine solche Postdetektion ist beispielsweise in der EP 1 747 579 Bl und CN 109 786 198 A gezeigt.

Bei der sogenannten Predetektion wird das Ion bereits vor dem Auftreffen auf dem Target detektiert. Das Target ist dabei z.B. durch eine Gate-Spannung geschützt, so dass Ionen im Normalfall das Target nicht erreichen können. Nur wenn das Ion zuvor zweifelsfrei identifi ziert wird, wird das Gate geöffnet.

In diesem Fall sind zwar keine „Falsch-Positiven" Signale möglich, allerdings „Falsch-Nega tive" Signale dadurch, wenn ein Ion zwar selektiert, aber nicht im Target Substrat an kommt, wodurch eine Fehlstelle ohne Fremdatom entsteht, die in einem zweiten Schritt nachgearbeitet werden müsste.

Eine solche Predetektion ist beispielsweise in der US 5 539 203 A und der CN 109 920 713 B gezeigt.

Diese Predetektion wird derzeit einerseits in lonenfallen genutzt, in der die einzelnen Io nen identifiziert und einzeln aus der Quelle geschossen werden. Andererseits erfolgt eine Nutzung auch in der Spiegelladungsmethode, bei der der Effekt Verwendung findet, dass geladene Teilchen Spiegelladungen erzeugen, die dann mittels hochempfindlicher Detekto ren nachgewiesen werden. In beiden Fällen besteht aber die Notwendigkeit einer Detek tion vor dem Target, so dass diese Methoden technisch sehr anspruchsvoll sind und deshalb bisher nur im Forschungsmaßstab umgesetzt wurden.

Alle bisher auf der Postdetektion oder der Predetektion basierenden Methoden sind außer dem nur sequentiell einsetzbar und daher nicht für einen hohen Durchsatz geeignet.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren be reitzustellen, mit denen das Eindringen von Teilchen in ein Material schnell und sicher de tektiert werden kann. Insbesondere sollen mit dem Verfahren Teilchen deterministisch so in ein Substrat implantiert werden können, dass mit hoher örtlicher Auflösung und hohem Durchsatz gearbeitet werden kann. Vorzugsweise soll eine deterministische Teilchenquelle auf einfache und kostengünstige Art und Weise realisiert werden. Diese Aufgabe wird gelöst mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 1 und dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 13. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung zusammen mit den Fi guren angegeben.

Erfinderseits wurde erkannt, dass diese Aufgabe in überraschender Art und Weise dadurch besonders einfach gelöst werden kann, wenn weder eine reine Postdetektion noch eine reine Predetektion durchgeführt werden, sondern beide Methoden miteinander kombiniert werden. Dies erfolgt dadurch, dass in Bezug auf die Strahlrichtung eines Teilchens, das in ein Material eindringen soll, zwischen Material und Teilchenquelle ein erste Schicht ange ordnet wird, die nach Durchqueren des Teilchens ihren ohmschen Widerstand ändert, so dass anhand der Messung dieser Widerstandsänderung das Durchqueren des Teilchens und damit auch das Eindringen des Teilchens in das Material detektiert werden kann. Das Ein dringen eines einzelnen Teilchens ist damit sicher feststellbar. Die erste Schicht kann di rekt auf dem Material angeordnet sein, aber auch beabstandet vom Material bestehen. Die Beabstandung kann dabei durch ein oder mehrere Zwischenschichten bestehen, aber auch in Form einer lichten Beabstandung.

Es liegt somit keine reine Predetektion vor, weil zum Zeitpunkt der Messung des veränder ten Widerstands das Teilchen schon in das Material eingedrungen ist. Es liegt aber auch keine reine Postdetektion vor, weil nicht die Wirkungen des Eindringens des Teilchens in das Material bestimmt werden. Somit liegt eine Kombination beider Methoden in neuer Form vor.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung des Eindringens eines Teilchens aus ei ner Teilchenquelle in ein Material, ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Teilchen quelle und Material eine erste Schicht angeordnet ist, die ihren Widerstand ändert, wenn das Teilchen die erste Schicht durchdringt, wobei Mittel zur Bestimmung der Widerstands änderung der ersten Schicht bestehen. Die Bestimmung der Widerstandsänderung der ers ten Schicht kann beispielsweise mittels Vierpunkt-Messung erfolgen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass sich die erste Schicht und das Material in ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden. Dann ist das Eindringen be sonders gut nachweisbar. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Schicht und das Mate rial beabstandet voneinander angeordnet sind. Auch dann ist der Nachweis besonders wirksam. Wenn zwischen Material und erster Schicht eine elektrisch isolierende Schicht an geordnet ist, ist der Nachweis selbst dann möglich, wenn das Material leitfähig ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Schicht so ausgebildet ist, dass sich ihr ohmscher Widerstand nach Durchqueren des Teilchens dauerhaft, bevor zugt durch eine Zerstörung ihrer Gitterstruktur ändert. Wenn die erste Schicht beispiels weise aus Graphen oder Graphit besteht, dann unterscheidet sich die Querleitfähigkeit deutlich von der vertikalen Leitfähigkeit aufgrund der Gitterordnung dieser Schichtstruk tur. Diese Gitterstruktur würde durch ein durchquerendes Teilchen dauerhaft zerstört wer den, wodurch sich die Leitfähigkeit dauerhaft ändert. Dadurch ist der Nachweis langfristig möglich, was ein großer Vorteil gegenüber beispielsweise der Postdetektion nach EP 1 747 579 Bl und CN 109 786 198 A ist, da dort nur sehr kurzfristig Elektronen-Lochpaare erzeugt und wieder abgebaut werden. Dem entgegen kann durch die erfindungsgemäße Vorrich tung eine Detektion der Widerstandsänderung zu einem beliebig späteren Zeitpunkt statt finden.

Ein weiterer Vorteil gegenüber dieser Art der Postdetektion besteht darin, dass keine Küh lung des Materials erforderlich ist, das Prinzip der vorliegenden Erfindung funktioniert auch bei Raumtemperatur. Außerdem können beliebige Materialen verwendet werden, weil darin keine Elektronen-Loch-Paare erzeugt werden müssen, sondern die Detektion über die erste Schicht erfolgt. Es muss sich also bei dem Material nicht zwingend um ein Halbleitermaterial handeln

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Schicht auf dem Mate rial angeordnet ist. Dadurch kann das Eindringen besonders sicher festgestellt werden. Da bei kann die erste Schicht direkt aber auch unter Zwischenlage anderer Schichten, bspw. einer elektrisch isolierenden Schicht, auf dem Material aufliegen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Schicht als Gitterstruk tur ausgebildet ist. Dadurch lassen sich viele Bereiche auf dem Material gleichzeitig auf ein Eindringen von Teilchen hin elektrisch überwachen, so dass eine Parallelisierung der Be stimmung des Eindringens ermöglicht wird.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Schicht eine Schicht ist, deren elektrischer Widerstand sich in Bezug auf einen ungestörten Zustand gegenüber ei nem Zustand mit einem Atomgitterdefekt ändert, insbesondere eine Schicht ist, die Halb leitereigenschaften aufweist und bei Raumtemperatur eine kleine Energielücke (bevorzugt kleiner gleich 0,2 eV) und eine sehr geringe Leitungselektronendichte (bevorzugt kleiner gleich 10 ¹⁸ cm ³ ) besitzt. Dadurch kann das Eindringen auch für sehr kleine kinetische Teil chenenergien sicher festgestellt werden. Vorzugsweise ist die erste Schicht eine Schicht, die ihren elektrischen Widerstand nach Durchquerung eines Teilchens verringert. Alterna tiv könnte es aber auch eine Schicht sein, die ihren Widerstand erhöht.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Schicht einen der Stoffe umfasst aus der Gruppe: Graphit, Graphen, Bismut und Metalllegierungen, wobei die Me talllegierungen bevorzugt Zinkteil urid, Silberselenid oder Quecksilbertellurid sind. Bei die sen Stoffen bewirken auch einzelne Atomgitterdefekte schon eine große und dauerhafte Änderung des ohmschen Widerstands, so dass auch Einzelteilchen mit geringer Energie leicht bestimmbar sind.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Schicht eine Dicke im Bereich 5 nm bis 100 nm, bevorzugt im Bereich 15 nm bis 25 nm aufweist. Dann lassen sich Teilchen sehr gut detektieren ohne zugleich eine zu große Störung des Teilchens auf dem Weg zum Material zu bewirken, wodurch unter anderem eine exakte Positionierbarkeit des Teilchens sichergestellt ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Schicht inselförmig aus gebildet ist, wobei die Inseln über elektrische Leitungen zur Widerstandsbestimmung ver bunden sind, wobei die Inseln bevorzugt eine größere Dimension als die Leitungen aufweisen. Die Breite und Höhe der Leitungen liegt bevorzugt im Bereich von 5 nm bis 5 pm. Dann lässt sich eine Parallelisierung für einzelne Materialbereiche, die von den Inseln verdeckt bzw. in Bezug auf den Teilchenstrom verschattet sind, besonders gut umsetzen. Die Form der Inseln kann dabei rechteckig, rund, oval und dgl. mehr gestaltet sein. Die Lei- tungen und die Inseln können aus demselben Stoff bestehen (beispielsweise beide aus Gra phit), müssen dies aber nicht (beispielsweise könnten die Inseln aus Graphit und die Lei tungen aus einem Metall bestehen). In diesem Zusammenhang wird von „Stoff" gesprochen, um von dem „Material" zu unterscheiden, in das Teilchen implantiert werden. Tatsächlich handelt es sich bei „Stoff" aber um ein bestimmtes Material.

Die elektrischen Leitungen können gleichzeitig auch zur Steuerung eines Quantencompu ters bzw. Quantensystems genutzt werden. Dazu könnte man beispielsweise die elektri schen Leitungen mit einer Wechselspannung beaufschlagen, um Mikrowellen zu erzeugen, die der Anregung bestimmter Energieniveau von NV-Zentren dienen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Inseln jeweils eine Dimension im Bereich 1 nm x 1 nm bis 500 nm x 500 nm, vorzugsweise eine Dimension im Bereich 10 nm x 10 nm bis 100 nm x 100 nm, bevorzugt eine Dimension im Bereich 15 nm x 15 nm bis 50 nm x 50 nm, bevorzugt eine Dimension im Bereich 20 nm x 20 nm bis 30 nm x 30 nm aufweisen. Dann lassen sich Teilchen in einem solchen Raster in das Material implantieren, dass damit Quantensysteme und letztlich Quantencomputer erzeugbar sind.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Inseln einen Abstand vonei nander im Bereich 10 nm bis 500 nm, bevorzugt im Bereich 20 nm bis 100 nm, insbeson dere im Bereich 40 nm bis 60 nm aufweisen. Dann lassen sich Teilchen in einem solchen Raster in das Material implantieren, dass damit Quantensysteme und letztlich Quanten computer erzeugbar sind.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest eine Elektrode be steht. Dann können für elektrisch geladene Teilchen mit relativ geringer Energien ausrei chend starke Gegenfelder erzeugt werden, so dass nach der Detektion eines in das Material an der Stelle der ersten Schicht eingedrungenen Teilchens weitere Teilchen am Eindringen in das Material durch das aufgebaute Gegenfeld gehindert werden. Dadurch ist eine deter ministische Teilchenimplantation auf einfache und kostengünstige Art und Weise realisier bar, wenn die Elektrode in Abhängigkeit von der Detektion eines Teilchens geschaltet wird. Auf diese Weise können wirksame Gegenfelder für Teilchen mit Energien von kleiner gleich 100 keV erzeugt werden. Diese Elektrode kann auf der zum Material gegenüberliegenden Seite der ersten Schicht, zwischen erster Schicht und Material oder auch auf der zur ersten Schicht gegenüberlie genden Seite des Materials angeordnet sein. Wenn die Elektrode zu dick und im Weg eines zu implantierenden Teilchens angeordnet sein sollte und daher als Maske für das zu im plantierende Teilchen wirkt, sollte in der Elektrode zumindest eine Durchbrechung vorge sehen sein, um ein Durchqueren eines zu implantierenden Teilchens durch die Elektrode zu ermöglichen. Die Elektrode selbst kann auch als Maske eingesetzt werden.

Wenn mehrere Öffnungen zum Implantieren von Teilchen an unterschiedlichen Orten be stehen, dann müsste jeder Öffnung eine eigene Elektrode zugeordnet werden.

Für die Elektrode ist in üblicher Art und Weise eine Gegenelektrode vorzusehen, die bei spielsweise an der Teilchenquelle angeordnet werden könnte.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Teilchenquelle relativ zum Material bewegbar angeordnet ist. Auch dadurch kann eine deterministische Teilchenim plantation auf einfache und kostengünstige Art und Weise realisiert werden, wenn die Po sition der Teilchenquelle über dem Material in Abhängigkeit der Detektion eines Teilchens verändert wird, so dass an der Stelle eines schon implantierten Teilchens kein weiteres Teilchen mehr implantiert werden kann. Ein Vorteil bei Verwendung einer solchen bewegli chen Teilchenquelle ist, dass nur die erste Schicht, d.h. die Detektionsschicht allein aus reicht. „Relativ beweglich" heißt in diesem Zusammenhang, dass eines der beiden Elemente Material und Teilchenquelle gegenüber dem anderen bewegt wird, während das andere Element entweder ortsfest ist oder ebenfalls bewegt werden kann.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Teilchenquelle eine Apertur aufweist, die an einem AFM-Cantilever besteht. Dadurch kann die Teilchenquelle beson ders ortsgenau Bereiche auf dem Material anfahren und dort Teilchen eindringen lassen. Eine solche Vorrichtung ist in der CN 109 920 713 B gezeigt, deren diesbezüglicher Inhalt vollumfänglich einbezogen wird. Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung beschreibt die CN 109 920 713 B allerdings eine Predetektion, bei der ein einzelnes Ion in einer lonenfalle gefangen wird und erst dann die Implantation dieses Ions in einem Substrat erfolgt. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass auf der zum Material gegenüber liegenden Seite der ersten Schicht zumindest eine Maske angeordnet ist, die für das Teil chen bei gewählten kinetischen Energien undurchdringbar ist, wobei die Maske bevorzugt die erste Schicht zumindest teilweise überdeckt, wobei die Maske insbesondere zumindest eine Öffnung aufweist, die einen Kanal zur Durchleitung des Teilchens durch die Maske de finiert. Dadurch kann ortsgenau festgelegt werden, wo in dem Material das zu implantie rende Teilchen implantiert wird. Das Maskenmaterial kann dabei auch die elektrischen Leitungen überdecken, die die erste Schicht zur Widerstandsmessung kontaktieren. Wenn eine Elektrode zur Erzeugung eines Gegenfeldes verwendet wird, kann die Elektrode zu gleich die Maske bilden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Öffnung der Maske kleiner gleich 100 nm, vorzugsweise kleiner gleich 50 nm, bevorzugt kleiner gleich 10 nm, insbe sondere kleiner gleich 5 nm ist. Dadurch ist die Ortsgenauigkeit sehr hoch und andererseits kann bei mehreren Implantationsbereichen das gewünschte Raster zwischen diesen im plantierten Teilchen sehr genau reproduziert werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Maske einen Thermoplast um fasst, bevorzugt PMMA. Dadurch kann die Maske besonders einfach und kostengünstig rea lisiert werden. Vor allem lassen sich sehr kleine, definierte Öffnungen darin mittels beispielsweise eines Lithographieverfahrens erzeugen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest eine durch Aufheizen schmelzbare zweite Schicht besteht, die für das Teilchen bei den gewählten kinetischen Energien undurchdringbar ist. Diese zweite Schicht kann mit der Maske identisch sein, muss dies aber nicht. Die zweite Schicht könnte also selbst die Maske bilden oder so ange ordnet sein, dass ihr Schmelzen ein Verschließen einer Öffnung der Maske bewirkt. Die zweite Schicht muss daher keine zur Maske identische Öffnung aufweisen, kann dies aller dings. Wenn die zweite Schicht so in Bezug auf die Öffnung angeordnet ist, dass sie nach ihrem Aufschmelzen in die Öffnung eindringt und/oder die Öffnung überdeckt, muss die zweite Schichte keine identische Öffnung aufweisen, sondern kann beispielsweise einseitig neben der Öffnung in der Maske vorliegen. In der Regel wird man die Öffnung in der Maske beispielsweise durch lithografische Methoden sehr präzise hersteilen können, während das in der zweiten Schicht beispielsweise durch Ätzen nicht so präzise möglich sein wird. Daher wird man die Öffnung in der zweiten Schicht eher größer dimensionieren als die Öffnungen in der Maske.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die zweite Schicht benachbart, vorzugsweise angrenzend an die Maske besteht, um so optimal einen Verschluss der Mas kenöffnung zu bewirken, wobei die zweite Schicht bevorzugt zwischen Material und Maske angeordnet ist. Dann lässt sich eine Öffnung in der Maske besonders leicht mit dem ge schmolzenen Stoff der zweiten Schicht überdecken bzw. verschließen (wenn das Material der zweiten Schicht in die Öffnung eindringt).

Auch dadurch kann eine deterministische Teilchenimplantation auf einfache und kosten günstige Art und Weise realisiert werden, wenn nach Bestimmung des Eindringens eines Teilchens sofort die zweite Schicht geschmolzen wird und dadurch eine Öffnung der Maske verschlossen wird, so dass an der Stelle eines schon implantierten Teilchens kein weiteres Teilchen mehr implantiert werden kann. Diese Schmelzschicht kann ggf. auch die elektri schen Leitungen der ersten Schicht überdecken.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Heizelement zum Aufheizen der zweiten Schicht besteht. Dieses Heizelement kann beispielsweise als gesonderte Schicht bestehen, es könnte allerdings auch durch die erste Schicht gebildet werden, wenn diese ein ohmscher Heizer, wie Graphit ist. Dann könnten die Leitungen zur Widerstands messung für die Speisung des Heizelements verwendet werden. Dadurch kann die zweite Schicht besonders einfach geschmolzen werden. Wenn das Heizelement durch die erste Schicht gebildet wird, ist die Vorrichtung besonders kompakt aufgebaut. Es könnte anstelle eines eigenen Heizelements der Vorrichtung aber auch ein Aufschmelzen der zweiten Schicht mit Hilfe eines LASER-Strahls oder eines Elektronenstrahls erfolgen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die zweite Schicht einen Schmelz punkt von kleiner gleich 100 °C aufweist. Dadurch kann das Aufschmelzen der zweiten Schicht und damit das Verhindern eines weiteren Eindringens von Teilchen besonders schnell bewirkt werden, so dass die Vorrichtung nur sehr geringe Ansprechzeiten aufweist. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die zweite Schicht einen der Stoffe umfasst aus der Gruppe: Wachs und Polymer, wobei das Polymer bevorzugt Polyca- prolactone (PCL) ist. Dadurch kann die zweite Schicht besonders einfach und kostengünstig realisiert werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Material einen der Stoffe um fasst aus der Gruppe: Diamant, SiC, Silizium, TiC und ZnO. Dann können besonders leicht Quantensysteme erzeugt werden.

Unabhängiger Schutz wird beansprucht für das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestim mung des Eindringens eines Teilchens aus einer Teilchenquelle in ein Material, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen Teilchenquelle und Material eine erste Schicht angeord net wird, die ihren Widerstand ändert, wenn das Teilchen die erste Schicht durchdringt, wobei die Widerstandsänderung der ersten Schicht bestimmt wird. Wird dann eine Wider standsänderung der ersten Schicht, beispielsweise im Rahmen einer Vierpunktmessung festgestellt, dann kann auf die Implantation eines solchen Teilchens geschlossen werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Vorrich tung verwendet wird. Dadurch ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders einfach um setzbar.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Material in Vakuum gehalten wird, wobei der maximale Druck bevorzugt kleiner oder gleich 0,0001 mbar ist. Dann wird die Ortspräzision nochmals gesteigert, weil das Teilchen keinen unnötigen Stößen mit Teil chen einer Atmosphäre unterworfen wird, wodurch sowohl die seitliche Positionspräzision als auch die Tiefenpräzision leiden können.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Material einen der Stoffe um fasst aus der Gruppe: Diamant, SiC, Silizium, T1O2 und ZnO. Dann können besonders leicht Quantensysteme erzeugt werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Verfahren zur deterministi schen Ionenimplantation, bevorzugt zur Erzeugung von Quantensystemen, verwendet wird. Dazu könnte beispielsweise wiederum die zweite Schicht eingesetzt werden, um eine wei tere loneneinstrahlung zu verhindern. Dieses Verhindern könnte aber auch durch eine Elektrode erfolgen, die beispielsweise als Maske vorliegt oder auch an der Teilchenquelle, so dass das Anlagen einer Spannung daran das Eindringen weiterer Teilchen in das Material verhindert. Hierzu könnte auch eine deterministische Teilchenquelle verwendet werden, deren Teilchenausstoß gezielt geregelt werden kann.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Verfahren zur ortsaufgelös ten Einzelteilchendetektion verwendet wird.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Verfahren für die ortsaufge löste Massenspektroskopie verwendet wird. Dabei werden einzelne Ionen durch die Detek tion der Widerstandsänderung bestimmt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Verfahren für die Erzeugung magnetischer Momente im Material und bevorzugt ihre Detektion durch die Messung des lokalen Magnetowiderstands der ersten Schicht verwendet wird. Die dazu notwendige de terministische Implantation von Defekten bzw. Ionen mit magnetischen Momenten würde durch das erfindungsgemäße Verfahren erfolgen. In Abhängigkeit von der Fläche der Inseln der ersten Schicht wäre die Detektion eines magnetischen Moments von einem m _B (ein Bohr Magneton) möglich. Genauer gesagt kann eine Änderung des Widerstandes durch ein Magnetfeld, also der Magnetowiderstand, direkt nach der Implantation gemessen werden, wenn der Defekt bzw. das implantierte Ion ein magnetisches Moment hat. Dieses magneti sche Moment erzeugt ein Streufeld auf der Oberfläche der Probe und dieses beeinflusst den Widerstand der z.B. ersten Schicht (beispielsweise einer Graphitschicht). Je kleiner die Fläche der ersten Schicht desto besser die Empfindlichkeit zum Streufeld, wenn zugleich auch die Kontakte enger liegen. Diese Änderung ist zeitunabhängig, da das Streufeld immer da ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Verfahren für die ionenstrahl gestützte Materialforschung verwendet wird. Dabei geht es um die Möglichkeit, einzelne Ionen verschiedener Massen auf verschiedenen Materialien zu implantieren. Mit dem er findungsgemäßen Verfahren wird dann es möglich sein, die erzeugten Effekte auf das im plantierte Material besser zu untersuchen, z.B. Eindringtiefe vs. lonenenergie bis zu erzeugter Unordnung (Defekte) im Materialgitter. Man kann somit deterministisch diese einzelnen Ionen implantieren und den Effekt dieser Implantation auf das Material mit an deren Untersuchungsmethoden untersuchen.

Ebenfalls kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Alpha-Teilchen-Detektion genutzt wer den.

Weiterhin wird unabhängiger Schutz beansprucht für die erfindungsgemäße Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Detektors für die Massenspekt roskopie, eines Detektors für die Einzelteilchenimplantation, eines Informationsspeichers oder eines Bauteils für einen Quantencomputer, bevorzugt einen Prozessor für einen Quantencomputer.

Zugleich wird auch selbstständiger Schutz beansprucht für einen Detektor für die Massen spektroskopie, einen Detektor für die Einzelteilchenimplantation, einen Informationsspei cher und ein Bauteil für einen Quantencomputer, bevorzugt einen Prozessor für einen Quantencomputer, die die erfindungsgemäße Vorrichtung aufweisen.

Insgesamt ist somit festzustellen, dass die vorliegende Erfindung für zahlreiche Anwen dungsfälle verwendet werden kann:

Zum einen kann eine reine Teilchendetektion erfolgen. Hierzu ist nur die erste Schicht not wendig.

Zum anderen kann eine deterministische Teilchenimplantation dadurch erfolgen, dass der Ort, an dem ein Teilchen implantiert wird, für nachfolgende Teilchen gesperrt wird.

Dieses Sperren kann durch eine elektrostatische Sperre oder eine Materialsperre erfolgen.

Im Rahmen der Materialsperre ist das Aufschmelzen einer zweiten Schicht möglich, was durch ohmsche Heizung, aber auch durch Energieeintrag über einen LASER-Strahl oder ei nen Elektronenstrahl erfolgen könnte. Die Materialsperre kann aber auch durch Aufwach sen eines bestimmten Materials, beispielsweise aus einem Precursur-Gas im Zusammenspiel mit einem Elektronenstrahl oder einem lonenstrahl, erfolgen. Schließlich kann die deterministische Teilchenimplantation auch durch eine bewegliche lo- nenstrahlquelle erfolgen, die nach Feststellung eines wunschgemäß implantierten Teil chens abgeschaltet bzw. wegbewegt wird.

Diese Vorgehensweisen können auch miteinander kombiniert werden.

Weiterhin können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch Detektoren für die Mas senspektroskopie, Detektoren für die Einzelteilchenimplantation, Informationsspeicher all gemein und Bauteile für einen Quantencomputer, bevorzugt Prozessoren für einen Quantencomputer hergestellt werden.

Die Merkmale und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden an hand der Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den Figuren deutlich werden. Dabei zeigen rein schematisch:

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Sensor nach einer ersten bevorzugten Ausgestaltung in einer ausschnittsweisen Querschnittsansicht,

Fig. 2 den erfindungsgemäßen Sensor nach Fig. 1 in einer ausschnittsweisen Draufsicht,

Fig. 3 den erfindungsgemäßen Sensor nach Fig. 1 in einer Draufsicht,

Fig. 4 den erfindungsgemäßen Sensor nach Fig. 1 in einem ersten Betriebszustand,

Fig. 5 den erfindungsgemäßen Sensor nach Fig. 1 in einem zweiten Betriebszustand,

Fig. 6 den erfindungsgemäßen Sensor nach Fig. 1 in einem dritten Betriebszustand,

Fig. 7 den erfindungsgemäßen Sensor nach Fig. 1 in einem vierten Betriebszustand,

Fig. 8 den erfindungsgemäßen Sensor nach einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung in einer ausschnittsweisen Querschnittsansicht,

Fig. 9 den erfindungsgemäßen Sensor nach Fig. 8 in einem ersten Betriebszustand,

Fig. 10 den erfindungsgemäßen Sensor nach Fig. 8 in einem zweiten Betriebszustand und

Fig. 11 den erfindungsgemäßen Sensor nach einer dritten bevorzugten Ausgestaltung in einer ausschnittsweisen Querschnittsansicht.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 als Sensor 10 gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung in verschiedenen Ansichten gezeigt. Es ist zu erkennen, dass der Sensor 10 ein Substrat 12 aufweist, auf dem eine erste Schicht inselförmig 14, 14a, 14b, 14c, ..., 14n angeordnet ist. Diese Inseln 14, 14a, 14b, 14c, ..., 14n sind rasterförmig angeordnet und jeweils mit elektrischen Leitungen 16, 16a, 16b, 16c, ..., 16n, 18, 18a, 18b, 18c, ..., 18n kontaktiert, so dass sich eine Gitterstruktur 20 ergibt.

Die Leitungen 16, 16a, 16b, 16c, ..., 16n, 18, 18a, 18b, 18c, ..., 18n sind von einem Masken material 22 überdeckt.

Auf den Inseln 14, 14a, 14b, 14c, ..., 14n befindet sich eine zweite Schicht 24, die jeweils über jeder Insel 14, 14a, 14b, 14c, ..., 14n eine zentrale Öffnung 26 aufweist.

Auf der zweiten Schicht 24 befindet sich eine Maske 28, die identisch zur zentralen Öff nung 26 der zweiten Schicht 24 jeweils eine zentrale Öffnung 30 aufweist. Die jeweiligen zentralen Öffnungen 26, 30 von zweiter Schicht 26 und Maske 28 sind somit über der ent sprechenden Insel 14, 14a, 14b, 14c, ..., 14n in Linie angeordnet.

In den Fig. 2 und 3 sind nur die auf dem Substrat 12 angeordneten Gitterstrukturen 20,

20a, 20b, 20c, ..., 20n mit der ersten Schicht 14, 14a, 14b, 14c, ..., 14n und den elektrischen Leitungen 16, 16a, 16b, 16c, ..., 16n, 18, 18a, 18b, 18c, ..., 18n gezeigt, nicht jedoch das Maskenmaterial 22, die zweite Schicht 24 und die Maske 28.

Der Sensor 10 kann - wie in Fig. 3 gezeigt - mit zahlreichen Gitterstrukturen 20a, 20b, ... 20n bestehen, allerdings könnten die Gitterstrukturen 20a, 20b, ... 20n auch miteinander direkt verbunden sein, so dass sich die in Fig. 2 gezeigte Gitterstruktur 20 über das ge samte Substrat 12 in Fig. 3 aufspannt.

Das Substrat 12 kann beispielsweise eine Diamantschicht sein. Bei der ersten Schicht 14 handelt es sich vorzugsweise um eine Graphitschicht mit einer Dicke von 5 nm bis 100 nm, bevorzugt von 15 nm bis 25 nm.

Die Inseln 14, 14a, 14b, 14c, ..., 14n weisen eine quadratische Form mit einer Kantenlänge im Bereich 1 nm bis 500 nm, bevorzugt im Bereich 20 nm bis 30 nm auf. Die Inseln 14, 14a, 14b, 14c, ..., 14n sind dabei voneinander 10 nm bis 500 nm, bevorzugt 40 nm bis 60 nm be- abstandet. Die Form der Inseln 14, 14a, 14b, 14c, ..., 14n kann allerdings auch rund, oval und dgl. mehr gestaltet sein.

Die elektrischen Leitungen 16, 16a, 16b, 16c, ..., 16n, 18, 18a, 18b, 18c, ..., 18n können me tallisch sein, sind im gezeigten Ausführungsbeispiel allerdings ebenfalls aus Graphit, so dass sie in einem Arbeitsgang mit den Inseln 14, 14a, 14b, 14c, ..., 14n hergestellt werden können. Die elektrischen Leitungen 16, 16a, 16b, 16c, ..., 16n, 18, 18a, 18b, 18c, ..., 18n weisen somit eine Länge im Bereich 10 nm bis 500 nm, bevorzugt im Bereich 40 nm bis 60 nm auf. Ihre Breite und Höhe liegt im Bereich von 5 nm bis 100 nm, bevorzugt von 15 nm bis 25 nm.

Alternativ dazu, dass die elektrischen Leitungen 16, 16a, 16b, 16c, ..., 16n, 18, 18a, 18b,

18c, ..., 18n in einer Ebene an die Inseln 14, 14a, 14b, 14c, ..., 14n anschließen könnten sie auch unter- und/oder oberhalb der Inseln 14, 14a, 14b, 14c, ..., 14n angeordnet sein.

Als Maskenmaterial 22 und als Material für die Maske 28 wird PMMA mit einer Dicke im Bereich von 5 nm bis 5pm verwendet.

Die zweite Schicht 24 besteht aus einem Polymer und weist eine Dicke im Bereich von 1 nm bis 5 pm auf. Der Schmelzpunkt liegt bei 100 °C.

Die Öffnungen 26, 30 besitzen einen kreisrunden Querschnitt mit einem Durchmesser klei ner 100 nm, bevorzugt kleiner 50 nm, vorzugsweise kleiner 10 nm, insbesondere kleiner 5 nm. Der Querschnitt kann allerdings auch eckig, oval und dgl. mehr gestaltet sein.

Im Zusammenhang mit den Fig. 4 bis 7 wird nun die Funktionsweise bzw. die Verwendung des Sensors 10 beschrieben.

In Fig. 4 ist zu erkennen, dass der Sensor 10 in Verbindung mit einer Teilchenquelle 40 ver wendet wird, die Teilchen 42a, 42b, 42c abstrahlt. Die Teilchen 42a, 42b, 42c treffen ent lang der jeweiligen Strahlrichtung 44a, 44b, 44c auf dem Sensor 10 auf, wobei das Maskenmaterial 22 bzw. die Maske 28 ein Eindringen der Teilchen 44b, 44c in das Substrat 12 verhindern. Das Maskenmaterial 22 und das Material der Maske 28 sind dabei im Zu sammenhang mit der jeweiligen Dicke so gewählt, dass die Teilchen 44b, 44c für zu erwar tende bzw. gewünschte kinetische Energien sicher aufgehalten wird.

Nur das Teilchen 44a trifft genau die Öffnungen 26, 30 und kann dadurch die erste Schicht 14 durchdringen und in das Substrat 12 eindringen.

Die erste Schicht 14 besteht aus Graphit, dessen elektrischer Widerstand sich in Bezug auf einen ungestörten Zustand gegenüber einem Zustand mit einem Atomgitterdefekt ändert. Genauer gesagt weist die erste Schicht 14 aus Graphit Halbleitereigenschaften auf und be sitzt bei Raumtemperatur eine kleine Energielücke von 30 meV und eine sehr geringe Lei tungselektronendichte von <10 ¹⁸ cm ³ . Dadurch kann das Eindringen auch für sehr kleine kinetische Teilchenenergien sicher festgestellt werden.

Dieses Feststellen des die erste Schicht 14 durchdringenden Teilchens 42a erfolgt dadurch, dass - wie in Fig. 5 gezeigt ist - der Sensor 10 mit seinen elektrischen Leitungen 16, 18 mit einer Auswerteinheit 50 leitend verbunden ist, die den elektrischen Widerstand 52 im Rah men einer bekannten Vierpunktmessung in der ersten Schicht 14 bestimmt.

Wenn das Teilchen 42a die erste Schicht 14 durchdringt, werden ein oder mehrere Atom gitterdefekte erzeugt, wodurch der elektrische Widerstand 52 der ersten Schicht 14 schlag artig sinkt 54. Dadurch kann sicher ermittelt werden, dass das Teilchen 42a die erste Schicht durchdrungen hat und somit in das Substrat 12 eingedrungen ist.

Sobald diese Widerstandsänderung festgestellt wurde, wird über die elektrischen Leitun gen 16, 18 der ersten Schicht 14 Energie zugeführt, die als ohmscher Heizer wirkt und sich dadurch aufheizt. Durch dieses Aufheizen auf ca. 100°C wird die zweite Schicht 24 zum Schmelzen gebracht, wodurch eine geschlossene zweite Schicht 24' entsteht, bei der die Öffnung 26 der zweiten Schicht 24 verschlossen ist (vgl. Fig. 6). Zugleich könnte durch ein dringendes Schmelzmaterial der zweiten Schicht 24 auch die Öffnung 30 der Maske 28 ver schlossen werden (nicht gezeigt).

In jedem Fall wirkt die zweite Schicht 24' nun wie eine Schutzschicht, so dass neu einge strahlte Teilchen 42d nicht mehr in das Substrat 12 eindringen können. Daher könnte man auch ganz auf die zusätzliche Maske 28 verzichten und nur die zweite Schicht 24 als Maske verwenden.

Die Bestimmung des eingedrungen Teilchens 42a (dauert ca. 1 ps) nach dem tatsächlichen Eindringen) als auch der Verschluss der Öffnung 26 (dauert ca. 5 ms nach dem Feststellen des Eindringens) erfolgen sehr schnell, so dass keine Gefahr besteht, dass in der Zwischen zeit weitere Teilchen 42a in das Substrat 12 eindringen.

Wenn die Heizenergie aus der ersten Schicht 14 nicht ausreicht, könnte man auch zusätzli che Heizmittel (nicht gezeigt) verwenden, die beispielsweise als zusätzliche ohmsche Heiz schicht ausgebildet sind.

Andererseits könnte man anstelle einer Aufheizung der zweiten Schicht durch einen ohm schen Heizer auch einen LASER-Strahl oder einen Elektronenstrahl zum Aufschmelzen ver wenden.

Weiterhin könnte die Maskenöffnung auch zugewachsen werden. Dazu könnte man einen fokussierter zweiten lonenstrahl oder einen Elektronenstrahl im Zusammenhang mit einem Precursor-Gas verwenden, um die Öffnungen 26 oder 30 durch Materialabscheidung aus dem Precoursor-Gas zu verschließen nachdem durch den Sensor 10 ein lonen-Einschlag festgestellt wurde. Hierzu wird der lonenstrahl zur Ionenimplantation kurzfristig gestoppt und die entsprechende Öffnung 26, 30 verschlossen, bevor die Implantation fortgesetzt wird.

Neben der ortsaufgelösten Elektronen- oder lonenstrahl gestützten Deposition von Ver schlussmaterial aus einem Precursor-Gas kann auch eine Deposition mit einer gelochten AFM Spitze erreicht werden. Eine weitere Methode wäre das mechanische Schließen durch Materialverschiebung mittels einer AFM-Spitze oder dadurch, dass über die AFM-Spitze der Wärmeeintrag zum Aufschmelzen erfolgt (z.B. mit einer Diamantspitze).

Bei einem Substrat mit sehr vielen Maskenöffnungen (z.B. 1000) wäre es vorteilhaft, das Schließen der Öffnungen zu bündeln. Nach einer geeigneten Zeit werden die Widerstands änderungen mit Hilfe des Sensors 10 bestimmt und diese Öffnungen gleichzeitig verschlos sen. Durch den Sensor 10 kann man somit sicherstellen, dass nur ein Teilchen 42a in das Sub strat 12 in einem bestimmten Bereich des Substrates 12, der durch die Öffnungen 26, 30 über der Insel 14 bestimmt wird, eindringen kann.

Mit Hilfe des Sensors 10 kann somit mit einer gewöhnlichen Breitbandteilchenquelle 40 (beispielsweise eine Kaufman-Ionenquelle) eine deterministische Teilchenimplantation mit hoher örtlicher Auflösung auf einfache und kostengünstige Art und Weise erfolgen

Es ist dabei allerdings nicht notwendig, dass die Teilchenquelle geladene Teilchen ab strahlt, es kann sich auch um neutrale Teilchen handeln.

Dies kann beispielsweise für die deterministische Implantation von Stickstoff, Phosphor, Schwefel, Kohlenstoff, Bor oder dergleichen Ionen in Diamant, Silizium, Siliziumkarbid oder dgl. verwendet werden.

Durch die Gitterstruktur 20 ist diese Implantation hochgradig parallel möglich, da sowohl die Detektion des eingedrungenen Teilchens 42a als auch der Verschluss der Öffnungen 28 unabhängig (gleichzeitig oder zeitversetzt) für alle Inseln 14, 14a, 14b, 14c, ..., 14n vorge nommen werden können.

Außerdem kann der Sensor 10 nach der Implantation selbst als Vorrichtung mit zahlreichen Quantensystemen oder zur Herstellung eines Quantencomputers verwendet werden. Dann dienen die elektrischen Leitungen 16, 18 zugleich für die Qubit-Ansteuerung und -Auslese.

In den Fig. 8 bis 10 ist eine zweite bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sen sors 100 in Querschnittsansichten gezeigt.

Es ist in Fig. 8 zu erkennen, dass dieser Sensor 100 ebenfalls ein Substrat 102 aufweist, auf dem eine inselförmige erste Schicht 104 besteht, die mit elektrischen Leitungen 106 elektrisch kontaktiert ist. Auf den elektrischen Leitungen befindet sich wiederum das Mas kenmaterial 108. Im Gegensatz zum Sensor 10 gibt es bei diesem Sensor 100 allerdings keine zweite Schicht, die geschmolzen werden kann, und die Maske 110 mit der zentralen Öffnung 112 über der ersten Schicht 104 ist als Elektrode ausgebildet, besteht also aus einem Metall, das elektrisch kontaktiert ist.

Wenn hier wiederum entsprechend Fig. 5 durch Feststellung einer plötzlichen Widerstands änderung der ersten Schicht 104 bestimmt wird, dass ein Teilchen 114 durch die Öffnung 112 in das Substrat 102 eingedrungen ist (vgl. Fig. 9), kann das Eindringen weiterer Teil chen 116 nun dadurch unterbunden werden, dass an die Elektrode 110 eine zur Ladung des Teilchens 116 entgegengesetzte Spannung angelegt wird, wodurch das Teilchen 116 von der Elektrode 110 abgestoßen 118 wird (vgl. Fig. 10).

Auch dadurch kann eine deterministische Teilchenimplantation mit hoher örtlicher Auflö sung auf einfache und kostengünstige Art und Weise realisiert werden. Dabei ist allerdings notwendig, dass die Teilchenquelle geladene Teilchen abstrahlt, damit diese durch die Elektrode abgelenkt werden können.

Auf eine Maske 28, 110 und das Maskenmaterial 22, 108 könnte auch ganz verzichtet wer den, wenn man entsprechend der in Fig. 11 gezeigten dritten bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sensors 150 den Teilchenstrahl 152 beispielsweise durch die Spitze 154 eines AFM-Cantilevers 156, in der eine Apertur 158 eingebracht ist, steuert, so dass die hohe Ortsauflösung schon im Teilchenstrahl 152 selbst besteht.

Dann muss man nur noch mithilfe der ersten Schicht 160 und den elektrischen Leitungen 162 das eindringende Teilchen 162 bestimmen, um anschließend den Teilchenstrahl 152 abzuschalten und/oder den Teilchenstrahl 152 an einen anderen Ort auf dem Substrat 164 zu verbringen, um dort Teilchen 162 zu implantieren. Auch dann erhält man eine determi nistische Teilchenimplantation. Alternativ könnte man aber auch wieder eine Schmelz schicht vorsehen oder eine Elektrode.

Aus der vorstehenden Darstellung ist deutlich geworden, dass mit der vorliegenden Erfin dung eine Methode bereitgestellt wird, durch die eine hoch ortsaufgelöste Teilchendetek tion, insbesondere eine Einzelteilchendetektion, in einfacher und kostengünstiger Art und Weise bereitgestellt werden kann. Damit kann das Eindringen von Teilchen in ein Material schnell und sicher detektiert werden. Außerdem lässt sich mit der vorliegenden Erfindung eine deterministische Teilchenimplantation in einfacher und kostengünstiger Art und Weise verwirklichen. Alle in der allgemeinen Beschreibung der Erfindung, der Beschreibung der Ausführungsbei spiele, den nachfolgenden Ansprüchen und in der Zeichnung dargestellten Merkmale kön nen sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. Diese Merkmale bzw. Merkmalskombinationen können jeweils eine selbständige Er findung begründen, deren Inanspruchnahme sich ausdrücklich Vorbehalten wird. Dabei müssen einzelne Merkmale aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels nicht zwin gend mit ein oder mehreren oder allen anderen in der Beschreibung dieses Ausführungs beispiels angegebenen Merkmale kombiniert werden, diesbezüglich ist jede Unterkombination ausdrücklich mit offenbart. Außerdem können gegenständliche Merk male der Vorrichtung umformuliert auch als Verfahrensmerkmale Verwendung finden und Verfahrensmerkmale können umformuliert als gegenständliche Merkmale der Vorrichtung Verwendung finden. Eine solche Umformulierung ist somit automatisch mit offenbart.

Bezugszeichenliste

10 erfindungsgemäßer Sensor gemäß einer ersten bevorzugten

Ausgestaltung

12 Substrat, Material

14, 14a, 14b, 14c, ..., 14n erste Schicht, Inseln

16, 16a, 16b, 16c, ..., 16n, elektrische Leitungen

18, 18a, 18b, 18c, ..., 18n elektrische Leitungen

20, 20a, 20b, 20c, ..., 20n Gitterstruktur

22 Maskenmaterial

24 zweite Schicht

26 zentrale Öffnung

28 Maske

30 zentrale Öffnung

40 Teilchenquelle

42a, 42b, 42c, 42d Teilchen 44a, 44b, 44c Strahlrichtung 50 Auswerteinheit 52 elektrischer Widerstand der ersten Schicht 14 54 schlagartig sinkender elektrischer Widerstand 52 100 erfindungsgemäßer Sensor gemäß einer zweiten bevorzugten

Ausgestaltung

102 Substrat, Material

104 erste Schicht, Insel

106 elektrische Leitungen

108 Maskenmaterial

110 Maske, Elektrode

112 zentrale Öffnung in Maske 110

114 eingedrungenes Teilchen

116 weitere Teilchen

118 Abstoßung von Teilchen 116 durch Elektrode 110

150 erfindungsgemäßer Sensor gemäß einer dritten bevorzugten Ausgestaltung

152 Teilchenstrahl 154 Spitze eines AFM-Cantilevers 156

156 AFM-Cantilever 158 Apertur 160 erste Schicht 161 elektrische Leitungen

162 Teilchen

164 Substrat, Material