Die Miniaturisierung in der Mikrochip- und Datenspeichertechnologie schreitet immer weiter fort. Die bisher verwendeten direkten Strukturierungsmethoden, die mit geeigneten Masken und anschließenden Röntgen- oder Elektronenstrahllithographieverfahren arbeiten, stoßen bei Strukturen unter 100nm jedoch an die Grenzen ihres Auflösungsvermögens [1]. Neue Techniken sind gefragt, mit denen Strukturen von nur wenigen Nanometern Größe schnell und einfach hergestellt werden können.
Rastersondenmikroskopische Strukturierungsverfahren und selbststrukturierende Systeme werden zur Zeit in vielen Labors erforscht. Mit rastersondenmikroskopischen Verfahren ist es möglich, Oberflächen auf atomarer Ebene zu strukturieren, jedoch ist der Zeitaufwand aufgrund der seriellen Arbeitsweise für eine industrielle Produktion noch zu hoch. Der Zeitaufwand für selbststrukturierende Systeme wäre deutlich geringer, jedoch ist es meist nicht möglich, eine regelmäßige und großflächige Anordnung herzustellen [64].
In der Biologie sind regelmäßig angeordnete Nanostrukturen im Bereich von 10nm schon seit vielen Jahren bekannt. So besteht zum Beispiel eine Zellwandschicht vieler Bakterien, der sogenannte bacterial cell surface layer (S-layer), aus regelmäßig angeordneten Proteinen [56]. Es gibt S-layer in schiefwinkligen, quadratischen und hexagonalen Gittersymmetrien und mit Gitterkonstanten von 3 bis 35nm [57]. Eine Vielzahl technologischer Anwendungen wurde für die S-layer vorgeschlagen. Neben biotechnologischen Anwendungen, wie Ultrafiltrationsmembranen und regelmäßig angeordneten Matrizen zur örtlich exakten Bindung von Makromolekülen, gehört auch die Strukturierung von Oberflächen zu diesen Anwendungsmöglichkeiten [58].
Im Jahre 1998 gelang es Jon T. Moore et al. die Struktur eines S-layers auf dünne Titan-, Chrom- und Vanadiumschichten zu übertragen [44]. Die Strukturierung dünner Schichten aus den ferromagnetischen Materialien Eisen, Kobalt und Nickel gelang Moore et al. jedoch nicht. Dabei gäbe es durchaus viele bedeutende Anwendungen insbesondere in der Datenspeichertechnologie, in denen Nanostrukturen aus ferromagnetischen Materialien Einsatzmöglichkeiten finden würden.
Im Rahmen dieser Arbeit gelang es erstmals, mit einer
modifizierten
S-layer Maskentechnik, regelmäßig angeordnete
Nanostrukturen aus ferromagnetischen Materialien (Kobalt, Eisen,
Eisen-Kobalt-Legierung, Kobalt-Nickel-Legierung und Nickel-Eisen-Legierung)
herzustellen. Strukturelle und erste magnetische Untersuchungen wurden an
diesen Nanostrukturen durchgeführt.