Wachstum metallischer Nanoclustern auf Polymeroberflächen ; Growth of Metallic Nanoclusters on Polymer - Surfaces

Metallische Nanoclustern auf Polymeroberflächen werfen hinsichtlich ihres Wachstums und ihrer Eigenschaften interessante physikalische Fragestellungen auf. Gleichzeitig bieten sie ein hohes Potenzial im Hinblick auf technische Anwendungen. In der vorliegenden Arbeit wurden sowohl die polymere Matrix (Polymethylmethacrylat (PMMA), Poly-bisphenol-A-Carbonat (PC)) als auch die metallischen Cluster (Silber, Gold, Kupfer und Palladium) mittels gepulster Laserdeposition (Wellenlänge: 248nm, Pulsdauer: 30ns) in einem gemeinsamen Herstellungsschritt im Ultrahochvakuum präpariert. Als Hauptuntersuchungsmethoden wurden Transmissionselektronenmikroskopie, konventionell (TEM) und hochauflösend (HRTEM), Röntgenreflektometrie (XRR), Rasterkraftmikroskopie (AFM), fouriertransformierte Infrarotspektroskopie (FTIR) sowie Spektroskopie im ultravioletten und sichtbaren Bereich (UV-Vis) verwendet.Die Polymerfilme wurden sowohl auf ihre chemischen Eigenschften, als auch auf ihre Oberflächenmorphologie hin untersucht. Eine Betrachtung der Einzelprozesse bei der Deposition von Metallatomen und -ionen liefert ein tieferes Verständniss der Frühphasen des Clusterwachstums auf der Polymeroberfläche, und erlaubt die Berechnung des Kondensationskoeffizienten für die erwähnten Metalle auf PMMA. Im Folgenden wurden intensive TEM - Untersuchungen der einzelnen Wachstumsstadien für die oben genannten Systeme durchgeführt. Für die verwendeten Systeme konnten sehr unterschiedliche Wachstumsmechanismen gefunden werden, welche vorallem von der unterschiedlichen Oberflächendiffusivität der beteiligten Metalle dominiert werden.Der Vergleich der experimentellen Ergebnisse mit dynamischen Monte-Carlo Simulationen des Clusterwachstums erlaubte zudem eine Quantifizierung der Oberflächendiffusionskonstante für die Systeme Silber/PC und Gold/PC. Ausgewählte Systeme wurden hinsichtlich der Clustereigenschaften untersucht. Betrachtet wurde die Wasserstoffsorption von Palladium-Clustern und die optischen Eingeschaften von Silber-Clustern. ; Growth and ...