AFM- und STM-Untersuchungen an Glasoberflächen unter definierten Bedingungen

• Antragsteller: Professor Dr. Günther H. Frischat
• Fachliche Zuordnung: Glas und Keramik und darauf basierende Verbundwerkstoffe
• Förderung: Förderung von 1996 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5258588

Die Topographie einer Glasoberfläche hängt neben der Netzwerkstruktur und möglicherweise vorhandenen Inhomogenitäten vor allem auch von den Vorgängen bei ihrer Entstehung ab. Wird die Oberfläche, beispielsweise durch Bruch erzeugt, reagiert sie sofort mit den Bestandteilen der Atmosphäre, z.B. unter Ausbildung einer Gelschicht. Bei Messungen mit dem Rasterkraftmikroskop an Luft dringt die Meßspitze zwar in die Oberflächenschicht ein, die Darstellung der ursprünglichen Topographie wird durch die wirkenden Kapillarkräfte jedoch behindert. Im Rahmen der bisherigen Arbeiten wurde ein UHV-AFM/STM in Betrieb genommen. Nach Überwinden diverser apparativ bedingter Schwierigkeiten belegen die bis zum jetzigen Zeitpunkt erzielten Ergebnisse, daß die Topographie der Oberflächen im Ultrahochvakuum mit wesentlich besserer Auflösung dargestellt werden kann als an Luft. Möglicherweise ergeben sich dadurch sogar direkte Hinweise auf die Glasstruktur selbst. Bei Messungen in einer Flüssigkeitsmeßzelle wird der Einfluß der Kapillarkräfte ebenso wie im Vakuum ausgeschlossen, da der Cantilever vollständig in das Fluid eintaucht. Die Proben werden im Fluid gebrochen, wobei eine definierte Oberflächenreaktion stattfindet. Die Ergebnisse zeigen ein Glasmuster mit geringeren Höhen aber größeren Durchmessern als bei Messungen an Luft.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen