Rasterkraftmikroskop
Final Report Abstract
Das beantragte Rasterkraftmikroskop wurde in dem Berichtszeitraum für unterschiedliche Forschungsprojekte, primär aus dem Profilfeld ‚Polymer- und Kolloidforschung’ an der Universität Bayreuth und dem SFB 840 ‚Von partikulären Nanosystemen zur Mesotechnologie’ eingesetzt. Das Rasterkraftmikroskop erlaubt es hierbei, nicht nur die Oberflächentopographie und Unterschiede in der Elastizität oder Adhäsion zu untersuchen, sondern es können auch elektrische und thermische Abbildungsmodi eingesetzt werden, bei denen Probeneigenschaften mit nm-Auflösung lateral abgebildet werden. Insgesamt wurden mit dem Rasterkraftmikroskop sowohl sehr unterschiedliche Materialklassen analysiert als auch sehr unterschiedliche Abbildungsmodi verwendet. Im Bereich der porösen Strukturen haben wir insbesondere Hydrogele untersucht, auch im Zusammenhang mit der elektrochemischen Kontrolle auf einem Substrat. Entscheidend war die Möglichkeit, in-situ in Flüssigkeiten diese empfindlichen Proben untersuchen zu können. Die Möglichkeit zu Untersuchung von Ladungsverteilungen auf Oberflächen und der Bestimmung der Leitfähigkeit über Kelvin-Sonden Mikroskopie bzw. TUNA in Kombination mit PeakForce stellte eine sehr wertvolle Technik zur Untersuchung elektrischen Eigenschaften und Ladungsverteilungen von anorganischen und organischen Oberflächen dar. Entsprechende Untersuchungen wurden an unterschiedlichen Systemen wie polymeren Elektreten, Schichtsilikaten oder Graphen durchgeführt. Dieses Rasterkraftmikroskop war auch eines der ersten bei welchem eine neue Generation von Sondenspitzen für die elektrochemische Rasterkraftmikroskopie in Elektrolyten verwendet wurde. Mit diesen Sondenspitzen konnten sehr hohe Auflösungen sowohl im Bereich der topographischen und adhäsiven Abbildung als auch der quantitativen Detektion von Faraday’schen-Strömen erzielt werden. Wir konnten zeigen, dass die Auflösung nur um einen Faktor 2 kleiner war als theoretisch zu erwarten.
Publications
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Feicht, P.; Siegel, R.; Thurn, H.; Neubauer, J. W.; Seuss, M.; Szabó, T.; Talyzin, A. V.; Halbig, C. E.; Eigler, S.; Kunz, D. A.; Fery, A.; Papastavrou, G.; Senker, J.; Breu, J.
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Water Mediated Proton Conduction in a Sulfonated Microporous Organic Polymer. Chem Commun 2017, 53 (54), 7592–7595
Klumpen, C.; Gödrich, S.; Papastavrou, G.; Senker, J.
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Writing with Fluid: Structuring Hydrogels with Micrometer Precision by AFM in Combination with Nanofluidics. Small 2017, 13 (31), 1700962
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