Wo kommt Oberflächen- & Nanoanalytik zum Einsatz?
Die moderne Forschung und Entwicklung bringt immer mehr leistungsfähige Bauteile und Werkstoffe mit immer kleiner werdenden Strukturen mit Dimensionen bis in den Nanometer-Bereich hervor. Viele Eigenschaften eines Materials und folglich auch aus einem daraus entwickelten Bauelement werden durch seine Oberflächeneigenschaften bestimmt. Dabei spielen die Morphologie bzw. Topographie der Oberfläche und deren chemische Zusammensetzung eine wesentliche Rolle – die Beschaffenheit der ersten Nano- bis Mikrometer einer Probe sowie darauf befindlicher Strukturen gleicher Größenordnung sind von großer Wichtigkeit. Oberflächen sind den sie umgebenden Umweltbedingungen ausgesetzt und wechselwirken mit dieser chemisch und physikalisch: Hier setzt die Korrosion eines Bauteils an, aber auch die mögliche Emission von Teilchen des Bauelements an seine Umgebung, sei es bspw. an das Trinkwasser, das von Sensoren überprüft wird, an Körperflüssigkeiten im Fall eines medizinischen Produkts oder an die Umwelt bei Außenanwendungen wie photovoltaischen Anlagen oder Autobremsscheiben. Steht ein Material unter starker Verspannung, so beginnt die Bildung von Rissen im oberflächennahen Bereich und kann zu seiner Zerstörung führen. Ebenso sind technologisch-wirtschaftlich bedeutsame Verfahren wie Galvanisierungsprozesse, verschiedene Schichtabscheidungen für Optiken oder Bondingprozesse in der Verbindungstechnik weitgehend durch die Oberflächeneigenschaften des zu bearbeitenden Materials bestimmt. Haftet bspw. eine aufgebrachte Beschichtung nicht, kann das an Oberflächenkontaminationen liegen. Auch Dotierungen oder Passivierungen von Bauelementen finden im oberflächennahen Bereich statt. Somit ist die Oberfläche auch häufig Ausgangspunkt von Kontroll- und Fehleranalysen.
Um sein entwickeltes Material bzw. Bauelement oder den dahinterliegenden Herstellungsprozess verstehen, kontrollieren und optimieren zu können, ist der Einsatz von Nano- bzw. Oberflächenanalytik also unabdingbar. Besonders dann, wenn Fragen der Qualitätskontrolle, Fehlersuche oder Umweltverträglichkeit aufkommen: Führt der angedachte Herstellungsprozess wirklich zum gewünschten Ergebnis? Was befindet sich tatsächlich auf meinem Bauelement? Wie viel von einer gezielt aufgetragenen oder implantierten Substanz befindet sich auf oder im Bauelement? Wie ist es strukturiert? Wie verändert es sich durch Nutzung? Wie wechselwirkt es mit seiner Einsatzumgebung?
Mit Hilfe verschiedener Analyseverfahren und unseren kompetenten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern können wir Ihnen diese und viele weitere Fragen verlässlich und schnell beantworten und Ihnen somit konstruktiv zur Seite bei ihren Forschungs- und Entwicklungsaufgaben stehen. Die einzelnen Techniken, die in den Laboren des CAK für Untersuchungen zur Verfügung stehen, liefern verschiedene Informationen über die Oberfläche. Einige bieten vor allem physikalische Informationen, andere hauptsächlich chemische Aussagen. Oftmals ist eine Kombination verschiedener Analysemethoden hilfreich, um die Oberfläche hinreichend zu verstehen und bewerten zu können, um aufgeworfene Fragen umfassend zu beantworten.
