Raster-Auger-Mikroskopie-Anlage
Final Report Abstract
Der wissenschaftliche Schwerpunkt des Lehrstuhls für Experimentalphysik II (Prof. Horn) liegt u.a. auf der materialwissenschaftlichen Untersuchung von Faserverbundwerkstoffen. Das Interesse liegt einerseits auf dem Verständnis der verstärkenden Fasern, insbesondere der Carbonfasern und ihrer Vorgängerprodukte. Das Gerät wird hier zur Analyse der Oberflächenbeschaffenheit der Fasern eingesetzt. Die Faseroberfläche ist charakterisiert durch eine fibrillenartige Struktur, wobei die Fibrillen Durchmesser von mehreren 100nm aufweisen. Von besonderem Interesse ist dabei die chemische Zusammensetzung der Faseroberfläche, wobei mithilfe der Augerspektroskopie deren chemische Zusammensetzung ortsaufgelöst analysiert wird. Der Schwerpunkt liegt insbesondere auf der Charakterisierung von funktionellen Sauerstoffgruppen auf der Faseroberfläche sowie von graphitartigem und amorphem Kohlenstoff. Diese Unterscheidung ist mit Hilfe der Rasteraugeranlage auf mikroskopischer Ebene möglich und wird im Rahmen einer Promotion (Herr Haug) an Faseroberflächen und –querschnitten untersucht. Weitere Analysen, wie z.B. die Visualisierung der Schlichteverteilung auf den Carbonfasern, sind mit der Anlage ebenfalls möglich und runden das Forschungsspektrum im Bereich der Fasercharakterisierung ab. Eine weitere Anwendung findet die Anlage in der Untersuchung von dünnen Plasmapolymerfilmen. Auf der Oberfläche der plasmapolymeren Dünnfilme wurde durch UV-Lithographie ein ortsaufgelöster Hydrophil- / Hydrophobkontrast erzeugt, der durch funktionelle Gruppen – wie Carbonyl- oder Carboxylfunktionen bzw. Alkylreste – hervorgerufen wird. Die unterschiedlichen funktionellen Gruppen sind entscheidend für das Aufwuchsverhalten von Einkristallen, welches im Rahmen einer weiteren Promotion (Herr Schaller) untersucht wird. Andere Methoden haben weder die benötigte Oberflächensensitivität noch die laterale Auflösung. Hieraus ist eine Veröffentlichung hervorgegangen. Die Forschungsgruppe „Nanoskalige Schichtsysteme“ setzt die Anlage zur Qualitätssicherung bei der Schichtherstellung ein, wobei die Anlage zur Überwachung der Alterung der Proben durch Oxidation eingesetzt wird. (DFG-Projekt „Study of Unconventional Triplet Superconductivity and Spin- Valve Effects in Superconductor/Ferromagnet Nanolayered Heterostructures“) Weiterhin wird die Anlage für eine Vielzahl von Industriekooperationen eingesetzt, bei denen die Oberflächensensitivität eine Schlüsselrolle spielt. Das Forschungsspektrum erstreckt sich hier über verschiedenste Industriezweige und reicht von der chemischen und morphologischen Analyse von mikro- und nanoskaligen Abscheidungen auf Oberflächen bis hin zur Untersuchung von nanoskaligen Ausscheidungen in unterschiedlichsten Materialien. Sehr oft liefert die Anlage ergänzende Beiträge zu wissenschaftlichen Arbeiten und Projekten.
Publications
- Examination of the Binding Mechanism of Mercury in Fluorescent Lamp Coatings. LEUKOS: The Journal of the Illuminating Engineering Society of North America Volume 11, Issue 2, 2015
A.S. Abreu, J. Mayer, M. Knoll, A. Konrad, R. Tidecks, S. Horn
(See online at https://doi.org/10.1080/15502724.2014.985830) - Influence of carbon-fiber surface treatment on the properties of C/C materials. 20th International Conference on Composite Materials (ICCM20), Copenhagen, Denmark, 07/2015
S.J.A. Haug, W.M. Mueller, S. Horn
- Selective Growth of MFU-4l Single Crystals on Microstructured Plasma Polymer Coatings. Chemical Communications 2015
A. Schaller, A. Ullrich, S. Horn, D. Volkmer
(See online at https://doi.org/10.1039/C5CC04048E)
