Kontrolle von Mustern über Geometrie in dünnen Filmen von Block Copolymeren

• Antragstellerin: Professorin Dr. Friederike Schmid
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien
• Förderung: Förderung seit 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 248882694

Selbstassemblierende Block-Copolymeren eignen sich zur Herstellung nanoskaliger Strukturen, die für eine Vielzahl von Anwendungen von Interesse sind, z.B. nanoporöse Membranen zur Ultra-Reinigung, Solarzellen, nanoskalige Template, organische Optoelektronik und UV-Polarisatoren und viele mehr. Ein häufiges Problem ist dabei mangelnde Fernordnung aufgrund von Undulationen und Defekten. Zahlreiche Verfahren zur Erzeugung von Mustern mit wohldefinierter Orientierungsordnung wurden vorgeschlagen, wie z.B. Scherausrichtung, Ausrichtung durch elektrische Felder, Zonen-Tempern und Lösungsglühen oder Grapho- und Chemo-Epitaxie. In unserem Projekt erforschen wir einen weiteren Faktor, mit dem Muster ausgerichtet werden können: Die Geometrie des Systems. In der vorhergehenden Förderperiode haben wir gezeigt, dass die Kopplung zwischen Geometrie und Musterbildung dazu genutzt werden kann, Fernordnung zu induzieren und die Verteilung und Dichte topologischer Defekte zu kontrollieren. In dem vorliegenden Forschungsvorhaben sollen die Gleichgewichts- und kinetischen Eigenschaften dünner Blockcopolymer-Filme auf gekrümmten Substraten untersucht werden. Die zentrale Herausforderung besteht darin, mit Hilfe einer aussagekräftigen Theorie die Schlüsselparameter zu identifizieren, die die intrinsische Ordnung in gekrümmten Filmen mit selbstorganisierten Mustern kontrollieren. Dazu soll die Ordnungs- und Defektdynamik unter dem Einfluss experimentell realisierbarer geometrischer Felder auf verschiedenen Längen- und Zeitskalen, von molekular bis mesoskopisch, untersucht werden. Ein besonderes Augenmerk gilt dabei der Kopplung zwischen der Morphologie der Muster und der lokalen Symmetrie und Geometrie. Zur Untersuchung dieser Fragestellungen wird eine Kombination von Experimenten und Simulationen eingesetzt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Argentinien, Bulgarien
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Andrey Milchev; Professor Dr. Daniel Vega