We present a mask aligner driven by three piezomotors which guides and aligns a SiN shadow mask under capacitive control towards a sample surface. The three capacitors for read out are located at the backside of the thin mask such that the mask can be placed at a μm distance from the sample surface, while keeping it parallel to the surface, without touching the sample by the mask a priori. Samples and masks can be exchanged in-situ and the mask can additionally be displaced parallel to the surface. We demonstrate an edge sharpness of the deposited structures below 100 nm, which is likely limited by the diffusion of the deposited Au on Si(111).

1.
I.-W.
Lyo
and
P.
Avouris
,
Science
253
,
173
(
1991
).
2.
D. M.
Eigler
and
E. K.
Schweizer
,
Nature
344
,
524
(
1990
).
3.
O.
Custance
,
R.
Perez
, and
S.
Morita
,
Nat. Nanotechnol.
4
,
803
(
2009
).
4.
M. F.
Crommie
,
C. P.
Lutz
, and
D. M.
Eigler
,
Science
262
,
218
(
1993
).
5.
R. J.
Celotta
,
S. B.
Balakirsky
,
A. P.
Fein
,
F. M.
Hess
,
G. M.
Rutter
, and
J. A.
Stroscio
,
Rev. Sci. Instrum.
85
,
121301
(
2014
).
6.
F. E.
Kalff
,
M. P.
Rebergen
,
E.
Fahrenfort
,
J.
Girovsky
,
R.
Toskovic
,
J. L.
Lado
,
J.
Fernández-Rossier
, and
A. F.
Otte
,
Nat. Nanotechnol.
11
,
926
(
2016
).
7.
S. E.
Vasko
,
A.
Kapetanovic
,
V.
Talla
,
M. D.
Brasino
,
Z.
Zhu
,
A.
Scholl
,
J. D.
Torrey
, and
M.
Rolandi
,
Nano Lett.
11
,
2386
(
2011
).
8.
M.
Fuechsle
,
J. A.
Miwa
,
S.
Mahapatra
,
H.
Ryu
,
S.
Lee
,
O.
Warschkow
,
L. C. L.
Hollenberg
,
G.
Klimeck
, and
M. Y.
Simmons
,
Nat. Nanotechnol.
7
,
242
(
2012
).
9.
S.
Loth
,
S.
Baumann
,
C. P.
Lutz
,
D. M.
Eigler
, and
A. J.
Heinrich
,
Science
335
,
196
(
2012
).
10.
A. A.
Khajetoorians
,
B.
Baxevanis
,
C.
Hubner
,
T.
Schlenk
,
S.
Krause
,
T. O.
Wehling
,
S.
Lounis
,
A.
Lichtenstein
,
D.
Pfannkuche
,
J.
Wiebe
, and
R.
Wiesendanger
,
Science
339
,
55
(
2013
).
11.
T.
Choi
,
W.
Paul
,
S.
Rolf-Pissarczyk
,
A. J.
Macdonald
,
F. D.
Natterer
,
K.
Yang
,
P.
Willke
,
C. P.
Lutz
, and
A. J.
Heinrich
,
Nat. Nanotechnol.
12
,
420
(
2017
).
12.
T. C.
Shen
,
C.
Wang
,
G. C.
Abeln
,
J. R.
Tucker
,
J. W.
Lyding
,
P.
Avouris
, and
R. E.
Walkup
,
Science
268
,
1590
(
1995
).
13.
R.
Garcia
,
A. W.
Knoll
, and
E.
Riedo
,
Nat. Nanotechnol.
9
,
577
(
2014
).
14.
J. A.
Dagata
,
J.
Schneir
,
H. H.
Harary
,
C. J.
Evans
,
M. T.
Postek
, and
J.
Bennett
,
Appl. Phys. Lett.
56
,
2001
(
1990
).
15.
R.
Garcia
,
R. V.
Martinez
, and
J.
Martinez
,
Chem. Soc. Rev.
35
,
29
(
2006
).
16.
A.
Fuhrer
,
S.
Lüscher
,
T.
Ihn
,
T.
Heinzel
,
K.
Ensslin
,
W.
Wegscheider
, and
M.
Bichler
,
Nature
413
,
822
(
2001
).
17.
R. K.
Puddy
,
C. J.
Chua
, and
M. R.
Buitelaar
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
183117
(
2013
).
18.
G. Z.
Magda
,
X.
Jin
,
I.
Hagymási
,
P.
Vancsó
,
Z.
Osváth
,
P.
Nemes-Incze
,
C.
Hwang
,
L. P.
Biró
, and
L.
Tapasztó
,
Nature
514
,
608
(
2014
).
19.
J.
Lee
,
D.
Wong
,
J.
Velasco
 Jr.
,
J. F.
Rodriguez-Nieva
,
S.
Kahn
,
H.-Z.
Tsai
,
T.
Taniguchi
,
K.
Watanabe
,
A.
Zettl
,
F.
Wang
,
L. S.
Levitov
, and
M. F.
Crommie
,
Nat. Phys.
12
,
1032
(
2016
).
20.
F.
Ghahari
,
D.
Walkup
,
C.
Gutiérrez
,
J. F.
Rodriguez-Nieva
,
Y.
Zhao
,
J.
Wyrick
,
F. D.
Natterer
,
W. G.
Cullen
,
K.
Watanabe
,
T.
Taniguchi
,
L. S.
Levitov
,
N. B.
Zhitenev
, and
J. A.
Stroscio
,
Science
356
,
845
(
2017
).
21.
K.
Du
,
J.
Ding
,
Y.
Liu
,
I.
Wathuthanthri
, and
C.-H.
Choi
,
Micromachines
8
,
131
(
2017
).
22.
M. M.
Deshmukh
,
D. C.
Ralph
,
M.
Thomas
, and
J.
Silcox
,
Appl. Phys. Lett.
75
,
1631
(
1999
).
23.
K.
Ono
,
H.
Shimada
,
S.
ichi Kobayashi
, and
Y.
Ootuka
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
35
,
2369
(
1996
).
24.
S.
Matsui
and
Y.
Ochiai
,
Nanotechnology
7
,
247
(
1996
).
25.
M. A. F.
van den Boogaart
,
G. M.
Kim
,
R.
Pellens
,
J.-P.
van den Heuvel
, and
J.
Brugger
,
J. Vac. Sci. Technol. B: Microelectron. Nanometer Struct.
22
,
3174
(
2004
).
26.
C.
Gärtner
,
R.
Hoffman
,
F.
Pérez-Willard
,
M.
Sauter
,
C.
Sürgers
, and
H. v.
Löhneysen
,
Rev. Sci. Instrum.
77
,
026101
(
2006
).
27.
D.
Stöffler
and
R.
Hoffmann-Vogel
,
J. Vac. Sci. Technol. B
33
,
013201
(
2015
).
28.
N.
Staley
,
H.
Wang
,
C.
Puls
,
J.
Forster
,
T. N.
Jackson
,
K.
McCarthy
,
B.
Clouser
, and
Y.
Liu
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
143518
(
2007
).
29.
D. H.
Tien
,
J.-Y.
Park
,
K. B.
Kim
,
N.
Lee
, and
Y.
Seo
,
Sci. Rep.
6
,
25050
(
2016
).
30.
A.
Linklater
and
J.
Nogami
,
Nanotechnology
19
,
285302
(
2008
).
31.
R.
Lüthi
,
R. R.
Schlittler
,
J.
Brugger
,
P.
Vettiger
,
M. E.
Welland
, and
J. K.
Gimzewski
,
Appl. Phys. Lett.
75
,
1314
(
1999
).
32.
S.
Egger
,
A.
Ilie
,
Y.
Fu
,
J.
Chongsathien
,
D.-J.
Kang
, and
M. E.
Welland
,
Nano Lett.
5
,
15
(
2005
).
33.
P.
Zahl
,
M.
Bammerlin
,
G.
Meyer
, and
R. R.
Schlittler
,
Rev. Sci. Instrum.
76
,
023707
(
2005
).
34.
V.
Savu
,
M. A. F.
van den Boogaart
,
J.
Brugger
,
J.
Arcamone
,
M.
Sansa
, and
F.
Perez-Murano
,
J. Vac. Sci. Technol. B
26
,
2054
(
2008
).
35.
W.
Steurer
,
L.
Gross
,
R. R.
Schlittler
, and
G.
Meyer
,
Rev. Sci. Instrum.
85
,
023706
(
2014
).
36.
T. N.
Tun
,
M. H. T.
Lwin
,
H. H.
Kim
,
N.
Chandrasekhar
, and
C.
Joachim
,
Nanotechnology
18
,
335301
(
2007
).
37.
L. E.
Reichl
,
A Modern Course in Statistical Physics
(
University of Texas Press
,
Austin
,
1980
).
38.
R. F. C.
Farrow
,
Molecular Beam Epitaxy: Applications to Key Materials
(
Noyes Publications
,
Park Ridge, NJ
,
1995
).
39.
S. H.
Pan
,
S.
Behler
,
M.
Bernasconi
, and
H.-J.
Güntherodt
,
Bull. Am. Phys. Soc.
37
,
167
(
1992
).
40.
S. H.
Pan
, Piezoelectric Motor patent WO 93/19494 (September 30,
1993
).
41.
J.
Wiebe
,
A.
Wachowiak
,
F.
Meier
,
D.
Haude
,
T.
Foster
,
M.
Morgenstern
, and
R.
Wiesendanger
,
Rev. Sci. Instrum.
75
,
4871
(
2004
).
42.
V.
Geringer
,
M.
Liebmann
,
T.
Echtermeyer
,
S.
Runte
,
M.
Schmidt
,
R.
Rückamp
,
M. C.
Lemme
, and
M.
Morgenstern
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
076102
(
2009
).
43.
I.
Horcas
,
R.
Fernández
,
J. M.
Gómez-Rodríguez
,
J.
Colchero
,
J.
Gómez-Herrero
, and
A. M.
Baro
,
Rev. Sci. Instrum.
78
,
013705
(
2007
).
You do not currently have access to this content.