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Gezielter Verspannungsabbau in Dünnschichtsystemen zur selbstorganisierten Oberflächenstrukturbildung

Werden dünne Schichten (nm bis wenige µm) durch verschiedene Methoden aufeinander aufgetragen, so einsteht zwischen einzelnen Schichten eine Verspannung. Diese hat verschiedene Ursachen, beispielsweise unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten oder abweichende Atomabstände. Die Verspannung der Schichten kann entweder spontan gelöst werden z.B. durch Absplittern einer Schicht oder gezielt erfolgen. Das gezielte Lösen der Verspannung kann dadurch bedingt werden, dass eine der beteiligten Schichten über ihre Glasübergangstemperatur gebracht wird. Dabei wird die andere Schicht elastisch verformt und nimmt einen energetisch günstigen Zustand ein, in dem sie gewellt (engl. gewrinkled) wird. Diese spontane Selbstorganisierung der Oberfläche ist physikalisch hoch interessant und wird derzeit von verschiedenen Gruppen untersucht. Dabei hängen wichtige Parameter der Wrinkelstruktur, wie Amplitude, Frequenz, Richtung und Entwicklungsgeschwindigkeit Maßgeblich von den Materialeigenschaften der beteiligten Schichten ab.

Interessant ist dabei die maßgeschneiderte Entwicklung der Oberflächenstruktur, um diese gezielt nutzen zu können. Beispiele sind spontan gebildete Wellenleiterstrukturen, latente Bilder oder besonders stark haftende/reibende Oberflächen.

 


Ansprechpartner:

Dipl.-Phys. Carsten Kortz

 

Aktuelle Themen für Diplom-, Bachelor-, Masterarbeiten:

 

Wissenschaftliche Veröffentlichungen: Abgeschlossene wissenschaftliche Arbeiten:

-

 

Abgeschlossene wissenschaftliche Arbeiten:

"Entwicklung einer Methode zur Manipulation und Vermeidung spontan entstehender Strukturen in Mehrschichtsystemen"
Carsten Kortz, Diplomarbeit (2015)