Labor für Oberflächendiagnostik

Die Eigenschaften von Materialien und die Wechselwirkung der Materialien mit der Umgebung sind vorrangig durch die Oberflächenbeschaffenheit bestimmt. Mit Hilfe der Plasmatechnologie ist es möglich, nahezu jede Oberflächeneigenschaft gezielt zu modifizieren und auf diese Weise neuartige Materialoberflächen mit speziellen Funktionen herzustellen. Die Analyse von Oberflächen ist eines der Spezialgebiete des INP. Das vorhandene Spektrum an Diagnostiken, das Know-how bei der Bedienung sowie die Methodik zur Auswertung der Messdaten werden stetig erweitert und verbessert.

Analyse von Topographie und Morphologie

• Rasterkraftmikroskopie (AFM)
  • Scanbereich: max. 100 μm x 100 μm für Übersichtsaufnahmen
  • ≤ 10 μm x 10 μm für Detailaufnahmen
  • ≤ 1 μm x 1 μm für hochauflösende Aufnahmen
• Profilometrie
  • Höhenauflösung: 4 nm
• Weißlichtinterferometrie
  • 3D-Oberflächenprofilmeßgerät
  • Höhenauflösung: xx nm
• Lichtmikroskopie mit 3D-Funktion
  • Auflicht- und Durchlichtmikroskopie

Bestimmung der chemischen Zusammensetzung, Bindung und Struktur

• Hochauflösende Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie (XPS)
  • laterale Auflösung > 27 μm
  • Energieauflösung: 1 eV
  • 2D-Imagingmodus
• FTIR -Spektroskopie
  • Qualitative chemische Analyse funktioneller Gruppen im MIR- Spektralbereich
  • Probenspezifische Konfigurationen: ATR, IRR AS, Transmission

Bestimmung der Verschleißfestigkeit

• Abrasionstest
  • Charakterisierung der Kratz- und Abriebfestigkeit von planaren Proben
• Kalottenschliffverfahren
  • Schichtdickenmessung ab 200 nm
  • Diagnostik von Mehrschichtstrukturen
  • Charakterisierung der Abriebparameter der Schichten

Untersuchung von mechanischen Eigenschaften

• Mikroindenter
  • Messbare Härte: 0,001 – 120.000 N/mm2
  • Vickers-Messkopf
  • Lastbereich: 0,1 bis 2000 mN
  • Kraftauflösung: < 400 nN
  • Wegauflösung: < 100 pm
• Nanoindenter
  • Bestimmung von Härte und E-Modul dünner Schichten/Materialien
  • Lastbereich: 0,1 bis 100 mN
  • Kraftauflösung: 3 nN
  • Tiefenauflösung: 3 pm
  • Tiefenmessung bis 100 µm

Bestimmung von Kontaktwinkel und Oberflächenenergie

• Kontaktwinkelmessgeräte
  • Minimales Tropfenvolumen: 0,5 μl
  • Testung mit bis zu 4 Flüssigkeiten
  • inklusive Videofunktion

Bestimmung der optischen Eigenschaften 

• UV -Vis-Spektralphotometrie
  • Wellenlängenbereich: 100 nm bis 200 nm
  • optische Konstanten (Brechungsindex, Extinktionskoeffizient) und geometrische Schichtdicke von Einzelschichten
  • Abschätzung der Bandlücke von halbleitenden Materialien
• Optische Ellipsometrie
  • Spektralbereich: 370 nm bis 1000 nm
  • grundlegende optische Konstanten
  • Dispersionseigenschaften der Schichten
  • Müller-Matrix
  • Schicht-Dicken von Multilayer-Systemen
  • Mikrospot-Analyse und Mapping
  • Einsatz im In-situ-Experiment möglich