Morphometrische Rauheitsanalyse nanostrukturierter Oberflächen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Karin Jacobs; Privatdozent Dr. Steffen Winter
• Fachliche Zuordnung: Mathematik ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 444138055

Die Beschreibung komplexer, nicht wiederkehrender Topografien ist eine Herausforderung, und klassische Methoden wie Fast Fourier-Transformation und der quadratische Mittelwert der Rauheit (RMS) reichen nicht aus, um ihre Feinheiten zu erfassen. Die spezifische Topografie hat jedoch großen Einfluss auf die physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften. Eine genaue Charakterisierung und eine präzise Beschreibung der Topografie sind daher unerlässlich. Eine Vielzahl unterschiedlicher Nanostrukturen mit spezifischen Topografien wurde für verschiedene Materialeigenschaften entwickelt, dennoch fehlt es an einer intuitiven, interdisziplinär akzeptierten und umfassenden Beschreibung der Rauheit. Das Team aus der experimentellen (Bio-)Physik, der theoretischen Physik und der Mathematik will diese Lücke schließen und hat sich zum Ziel gesetzt, für eine Reihe von sehr unterschiedlichen Proben, die in der Nanotechnologie eingesetzt werden, die am besten geeigneten Analyse- und Charakterisierungsmethoden zu entwickeln. Die Rasterkraftmikroskopie ist die wichtigste experimentelle Methode zur Erfassung von Topographien auf der Nanoskala. Zu den mathematischen Werkzeugen gehören fortgeschrittene Formdeskriptoren, die auf Minkowski-Funktionen basieren, und neu entwickelte räumliche Modelle für (nano)raue Oberflächen und Aggregationsmodelle mit Methoden aus der fraktalen und stochastischen Geometrie.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2265: Zufällige geometrische Systeme
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Klaus Mecke