Ellipsometrische Untersuchungen an Plasmapolymeren und plasmamodifizierten Polymeroberflaechen
Ellipsometrische Untersuchungen an Plasmapolymeren und plasmamodifizierten Polymeroberflächen Abstrakt Im Mittelpunkt der Arbeit stehen zwei Prozesse, die auf der komplexen Wechselwirkung zwischen einem Niedertemperaturplasma und der dem Plasma ausgesetzten Festkoerperoberflaeche beruhen: Plasmamodi...
| Summary: | Ellipsometrische Untersuchungen an Plasmapolymeren und plasmamodifizierten
Polymeroberflächen Abstrakt Im Mittelpunkt der Arbeit stehen zwei Prozesse, die auf der
komplexen Wechselwirkung zwischen einem Niedertemperaturplasma und der dem Plasma
ausgesetzten Festkoerperoberflaeche beruhen: Plasmamodifizierung und Plasmapolymerisation.
Mit dem zerstoerungsfreien, optischen Messverfahren der Ellipsometrie koennen
Veraenderungen der makroskopischen optischen Eigenschaften infolge der Plasmaeinwirkung
nachgewiesen werden und so Rueckschluesse auf die Wechselwirkungsprozesse gezogen
werden. Dazu dienen ex situ Spektralellipsometrie (Wellenlaenge = 300 - 800 nm), Ellipsometrie
bei der Anregung von Oberflaechenplasmonen und in situ Ellipsometrie (Wellenlaenge = 632,8
nm), die mit Methoden der Strukturaufklaerung (XPS, SIMS, FTIR) kombiniert werden. Bei der
Plasmamodifizierung von Polyethylen und Polystyren im CF4 und O2 Plasma kommt es durch den
Eintrag neuer funktioneller Gruppen, durch Vernetzung und Aktivierung zu chemischen und
morphologischen Veraenderungen in einer duennen Oberflaechenschicht, die sich in einem
veraenderten Brechungsindex aeussern. Eine Erklaerung fuer die beobachteten Aenderungen ist
ueber die molaren Polarisierbarkeiten der neuen funktionellen Gruppen moeglich. Die
Untersuchungsergebnisse zum Tiefenbereich der Modifizierung sind qualitativ in guter
Uebereinstimmung mit den Eindringtiefen der verschiedenen Plasmaspezies. Bei der
Abscheidung duenner Plasmapolymerschichten dienen in situ und ex situ durchgefuehrte
ellipsometrische Messungen der Aufklaerung von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen. Eine
deutliche Abhaengigkeit des Brechungsindex von HMDSO-Plasmapolymerschichten vom
spezifischen Energieeintrag ins aktive Plasmavolumen wird gefunden und modelliert. Durch
nichtstationaere Prozessfuehrung gelingt die Herstellung von Plasmapolymerschichten mit einem
Brechungsindex-Tiefenprofil. |
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