16. Arbeitstagung Angewandte Oberflächenanalytik AOFA16

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1 16. Arbeitstagung Angewandte Oberflächenanalytik AOFA16 Kaiserslautern September 2010 Programm und Beitragskurzfassungen Institut für Oberflächenund Schichtanalytik GmbH

2 Wissenschaftliches Programm AOFA16 Montag 27.September 2010 Dienstag 28.September 2010 Mittwoch 29.September 2010 Vormittag 9:30 Oberflächen- und Grenzflächenanalyse 1: Organische Schichten HV1 Nonlinear optical spectroscopy of organic molecules at interfaces Y. Caudano, F. Cecchet, B. Champagne, J. Guthmuller, E. Kakudji, D. Lis, P.A. Thiry, A. Peremans KV1 UV- bis IR-Spektrometrie zur Charakterisierung der solarthermischen Eigenschaften von Oberflächen Nina Kolbe, Roman Glass KV2 Proteinwechselwirkung mit Dental(ersatz)materialien mittels verschiedener Oberflächenanalysemethoden Christine Müller, Johanna Wald,, Julian Kirch, Anne Lüders, Michael Wahl, Wiebke Hoth-Hannig, Matthias Hannig, Michael Kopnarski, Christiane Ziegler, KV3 Detektion großer organischer Moleküle in der ToF-SIMS mittels Bismut-Cluster und metal-assisted SIMS Roman Markus Hefele, Cristoph Straif, Herbert Hutter 08:40 HV3 Nanoanalytik im Rahmen der Technologieförderung Gerd Bachmann 9:20 Teilchentransport an Oberflächen und Dünnen Schichten KV12 Untersuchung von Na + Inkorporation in dünne nichtleitende Schichten mittels ToF-SIMS Stefan Krivec,, Michael Buchmayr, Thomas Detzel, Herbert Hutter KV13 Wasserstoffbestimmung in Stahl mit Hilfe der Glimmentladungsspektroskopie (GD-OES) ist das möglich? Simone Weyler, Arne Bengtson KV14 Untersuchungen zur Wasserstoff-Aufnahme durch Ionenbeschuss-funktionalisierte Metallhydrid- Oberflächen Mark Schülke, Hubert Paulus, Gábor Kiss, Martin Lammers, Karl-Heinz Müller, 08:40 Neue methodische und gerätetechnische Entwicklungen 1 HV7 Atom Probe Tomography and Nanosciences D. Blavette, S. Duguay, E. Cadel, P. Pareige, B. Deconihout KV27 Untersuchungen zu Partikel-Haftkräften und ihrer Beeinflussung - Haftung nichtidealer Kontaktpartner Dipl. Ing. J. Hartmüller, Prof. Dr.-Ing. S. Ripperger KV28 Mobile Schichtdicken-Messung Dieter Böhme KV29 A semi-quantitative and combinatorial ToF-SIMS, XPS and FTIR study of the chemical composition and bonding of hard amorphous Si B C N O thin films I. Aronov, H. Abu Samra, H. Beer, K. Graf, X. Jiang and B.W. Wenclawiak 11:00 Pause 10:20 Pause 10:20 Pause 11:40 Oberflächen- und Grenzflächenanalyse 2: Metallische Werkstoffe KV4 Untersuchung der Wirkmechanismen von Additiven auf technischen Oberflächen mit Sekundärionen- Flugzeitmassenspektroskopie D. Poerschke, S. Janssen KV5 Boundary layer and wear characterization of high-speed angular contact ball bearings lubricated with different grease additive formulations by ToF-SIMS, DF-SIMS, TEM/EDX, and AES / XPS Ullrich Gunst, Wolf-Rüdiger Zabe,, Manuela Reichelt, Joachim Mayer, Nathalie Valle, Jérôme Guillot, Gerhard Poll KV6 Wechselwirkung von Schmierstoffen mit Stahloberflächen unter tribologischer Belastung Adam Orendorz, Marius Kuhn KV7 Optimierung der Verbundeigenschaften ultraschallgeschweißter Aluminium/CFK-Verbunde durch Modifikation der Oberfläche und Nutzung hochauflösender Analytik F. Balle, S. Emrich, A. Brodyanski, M. Kopnarski, G. Wagner, D. Eifler 11:00 HV4 From the molecule to the device: Material development for organic solar cells Ingmar Bruder 11:40 Strukturbestimmung in oberflächennahen Bereichen KV15 Bestimmung der Mikrostruktur von Kohlenstoffbasierten Nanokompositschichten S. Ulrich, M. Stüber, H. Leiste, C. Ziebert KV16 Chemical State Imaging von Nanocones mittels Auger Electron Spectroscopy Wolfgang Betz, Sankar Raman, Dennis Paul, John Hammond KV17 ToF-SIMS analysis of glass fibre cloth for printed circuit board manufacturing Michael Haag, Johannes Windeln, Michael Wahl KV18 Advanced colloidal lithography for sub-100 nm lift-off structures Nico Homonnay, Nadine Geyer, Bodo Fuhrmann, Hartmut S. Leipner 13:00 Mittagspause 13:00 Mittagspause 12:40 Mittagspause 11:40 Neue methodische und gerätetechnische Entwicklungen 2 HV8 NanoXAS an innovative Tool combining Scanning Probe and X-Ray Microscopy J. Raabe, I. Schmid, R. Fink, H.J. Hug, and Ch. Quitmann KV30 Beam Damage in High-Resolution Scanning Auger Microscope JAMP-9500F Oliver Senftleben and Hermann Baumgärtner KV31 Dynamische Driftkorrektur für hochauflösende Auger- Messungen U. Roll, H. Lindner, J. Hildebrand, G. Schäfer KV32 Oberflächennahe Analytik mit Kleinwinkelröntgenstreuung im Labor J. Wiesmann, B. Hasse, T. Samtleben, C. Michaelsen, P. Siffalovic, K. Vegso, E. Majkova, J. Keckes, G. Maier

3 Montag 27.September 2010 Dienstag 28.September 2010 Mittwoch 29.September 2010 Nachmittag 14:30 Chemische Reaktionen an Oberflächen und inneren Grenzflächen HV2 Zeitaufgelöste Photoelektronenspektroskopie Martin Aeschlimann KV8 XPS-Untersuchungen zum Einfluss einer Vorbehandlung von Polymersubstraten auf die Lackhaftungseigenschaften Jens Sicking, Sebastian Hellweg KV9 Untersuchung der Adsorption von Pyridin auf Platinoberflächen mittels in-situ Photoelektronenspektroskopie C. Wöckel, S. Wickert, K. Fischer, S. Streber, R. Denecke KV10 Grenzflächenuntersuchungen von metallischem Kobalt auf den organischen Halbleitern Kupfer- und Eisenphthalocyanin mittels Infrarot- und Photoelektronenspektroskopie F. Schmitt, J. Sauther, Y. Smets, S. Lach und Ch. Ziegler KV11 Vom Einzelmolekül zur komplexen Grenzflächenwechselwirkung: Verknüpfung von Molekül/Festkörper- Rechenverfahren und photoelektronischer Grenzflächenanalytik am Beispiel offenschaliger organischer Halbleitermoleküle für den spininjektions optimierten Einsatz an ferromagnetischen Kontaktflächen. M. Vogel, J. Sauther, F. Schmitt, P.Oppeneer, S. Lach, Ch. Ziegler 14:30 Tiefenprofilanalyse HV5 Nanoscale depth profile analysis of functional thin-layer structures Kálmán Vad KV19 Multidimensionale Tiefenprofilcharakterisierung von Oberflächen und Grenzflächen von dünnen und dicken Schichten Christophe Deraed, Rainer Nehm, Agnès Tempez, Patrick Chapon KV20 Depth Profiling of Organic Materials under Optimized Ion Beam Conditions S. Kayser, D. Rading, R. Moellers, F. Kollmer, W. Paul, E. Niehuis KV21 XPS Analyse von Poly(glycidyl-methacrylat) (PGMA) Bürsten-ähnlichen Dünnschicht-Struktur: Tiefenprofilieren mit C60. A. Lyapin, S. Alnabulsi, J. Moulder, R. Barbey, H.A. Klok KV22 GDOES for accurate well resolved coatings and thin film analysis Marcus Wilke, Gerd Teichert, L. Spieß, Peter Schaaf 13:30 Konferenzausflug mit Konferenzdinner nach Trier 16:30 Pause 16:30 Pause 17:00 Postersitzung 17:10 Charakterisierung und Kontrolle von Dünnschichtsystemen HV6 Verbesserte Energieeffizienz in der Automobilindustrie Beitrag der Dünnschichttechnik und der Analytik A. Leson, M. Leonhardt, S. Makowski, C.-F. Meyer, H.-J. Scheibe, V. Weihnacht KV23 Charakterisierung Eisen dotierter Ba0,6Sr0,4Ti1-xFexO3 Dünnschichten F. Stemme, H. Gesswein, J.-R. Binder und M. Bruns KV24 Photo-induced switchable TiO2 thin films for biological application O. Berger, B. Adolphi, W.-J. Fischer KV25 Untersuchung des Wachstums von chemisch funktionalisierten Alkylsiloxanmonoschichten mittels AFM und IR-Spektroskopie G. Friedbacher, H. Hoffmann, C. R. Sohar, T. Lummerstorfer KV26 (UHV-)ERDA Untersuchungen von NEG Schichten Marc Wengenroth, Markus Bender, Holger Kollmus, Walter Assmann

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5 16. Arbeitstagung Angewandte Oberflächenanalytik Kaiserslautern, September 2010 Veranstalter Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik GmbH (IFOS) Deutsche Vakuumgesellschaft e.v. (DVG) Landesforschungszentrum Optik und Materialwissenschaften (OPTIMAS) Landesforschungsschwerpunkt Advanced Materials Engineering (AME) Beteiligte Organisationen Deutsche Physikalische Gesellschaft DPG Österreichische Gesellschaft für Analytische Chemie (ASAC) in der GÖCh. Deutscher Arbeitskreis für Angewandte Spektroskopie (DASp) der GDCh- Fachgruppe Analytische Chemie European Microbeam Analysis Society EMAS SCADEG, Sektion für strukturelle und chemische Dünnschicht- und Grenzflächenanalyse der Kgl. Niederländischen Chemischen Vereinigung Schweizerische Arbeitsgemeinschaft Oberflächen- und Grenzflächen (SAOG) Stahlinstitut VDEh AK Plasma Deutscher Verband für Materialforschung und prüfung DVM TU Kaiserslautern Wissenschaftliches Komitee M. Kopnarski, Kaiserslautern (Vorsitzender) R. Dennecke, Leipzig G. Friedbacher, Wien M. Hietschold, Chmemnitz H. Leipner, Halle G. Marx, Chemnitz K.-H. Müller, Soest H. Nickel, Jülich H. Oechsner, Kaiserslautern F. Richter, Chemnitz V. Rupertus, Mainz D. Sommer, Duisburg R. Szargan, Leipzig Ch. Ziegler, Kaiserslautern 5

6 Ortskomitee S. Emrich M. Kopnarski S. Lach R. Merz R. Schiller M. Wahl Organisation und Kontakt Michael Wahl Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik Trippstadter Straße Kaiserslautern Tel.: Kontakt Firmenaussteller Stefan Emrich Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik Trippstadter Straße Kaiserslautern Tel.: Sekretariat Ulrike Asal, Christine Zimmer Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik Trippstadter Straße Kaiserslautern Tel.: Tel.: (Tagungsbüro Fraunhoferzentrum) Fax: aofa@ifos.uni-kl.de 6

7 Sponsoren: Neben den Veranstaltern wird die Tagung auch von folgenden Sponsoren unterstützt, bei denen wir uns hiermit herzlich bedanken: Eurovacuum B.V. HORIBA Jobin Yvon GmbH IfG Institut for Scientific Instruments ION-TOF GmbH Incoatec GmbH JEOL (Germany) GmbH Kratos Analytical Ltd. NanoAndMore GmbH Omicron NanoTechnology GmbH Physical Electronics GmbH PREVAC sp. z o.o. Rolf Schäfer Beschichtungskomponenten Tascon GmbH SPECS GmbH VACOM Vakuum Komponenten und Messtechnik GmbH Ein besonderer Dank gilt der Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG. 7

8 Inhalt: Tutorium... 9 Programm Beitragskurzfassungen Hauptvorträge Kurzvorträge Posterbeiträge Autorenverzeichnis Firmenausstellung Notizen

9 Tutorium Grundlagen der Oberflächen- und Schichtanalytik M. Wahl, S. Lach und M. Kopnarski 1. Einführung Bedeutung von Oberflächen und Dünnen Schichen Übersicht zu den Methoden der modernen Oberflächenanalytik 2. Experimentelle und theoretische Grundlagen Konzepte, Einheiten, Teilchen und Energien Aufbau von Oberflächen- und Dünnen Schichten Vakuumtechnologie - Kin. Gastheorie - Teilchentransport im UHV - Bauteile, Pumpen, Druckmessung Spektrometerkomponenten - Teilchenquellen - Analysatoren - Detektoren 3. Wechselwirkung von Teilchen und Strahlung mit Oberflächen Adsorption und Desorption an Festkörperoberflächen Wechselwirkung von Oberfläche mit - Atomen und Ionen, Festkörperzerstäubung - Strahlung - Elektronen 4. Angewandte Oberflächenanalytik Elektronen-Spektroskopie und - Mikroskopie Massenspektrometrie Nahfeldsonden Optische Spektroskopie und Röntgenanalytik 9

10 Zeitplan Tutorium Freitag 24. September 2010 Tutorium (Institutsgebäude IFOS GmbH) 09:00-10:30 Unterrichtseinheit 1 10:30 Pause 11:00-12:30 Unterrichtseinheit 2 12:30 Mittagspause 14:00-15:30 Unterrichtseinheit 3 15:30 Pause 16:00-17:30 Unterrichtseinheit 4 17:30 Pause 18:00-18:45 Unterrichtseinheit 5 19:30 Gemeinsames Abendessen Samstag 25. September 2010 Tutorium (Institutsgebäude IFOS GmbH) 09:00-10:30 Unterrichtseinheit 6 10:30 Pause 11:00-12:30 Unterrichtseinheit 7 12:30 Mittagspause 14:00-15:30 Unterrichtseinheit 8 15:30 Pause 16:00-16:45 Unterrichtseinheit 9 17:00 IFOS Besichtigung 10

11 Programm Sonntag 26. September :00 Get-Together (Institutsgebäude IFOS GmbH) 08:00 Anmeldung Montag 27. September :00 Eröffnung (Fraunhoferzentrum Kaiserslautern) Oberflächen- und Grenzflächenanalyse 1: Organische Schichten 09:30 HV1 Nonlinear optical spectroscopy of organic molecules at interfaces Y. Caudano 1*, F. Cecchet, 1 B. Champagne, 2 J. Guthmuller, 2 E. Kakudji, 1,3 D. Lis, 1, P.A. Thiry, 1 A. Peremans 1 1 Research Centre in Matter and Radiation Physics (PMR) 2 Laboratory of Theoretical Chemistry (LCT), University of Namur (FUNDP) Rue de Bruxelles 61, B-5000 Namur, Belgium 3 Physics department, University of Kinshasa (UNIKIN), Kinshasa, Democratic Republic of Congo 10:10 KV1 UV- bis IR-Spektrometrie zur Charakterisierung der solarthermischen Eigenschaften von Oberflächen Nina Kolbe 1, Roman Glass 2 1 Dortmunder OberflächenCentrum / ThyssenKrupp Steel Europe AG, Forschung und Entwicklung, Organische Analytik (FuE-C-O), Eberhardstr. 12, Dortmund 2 Dortmunder OberflächenCentrum GmbH, Organische Beschichtungen und Sandwichprodukte, Eberhardstr. 12, Dortmund 10:30 KV2 Proteinwechselwirkung mit Dental(ersatz)materialien mittels verschiedener Oberflächenanalysemethoden Christine Müller 1, Johanna Wald 1,2, Julian Kirch 1, Anne Lüders 1, Michael Wahl 2, Wiebke Hoth-Hannig 3, Matthias Hannig 3, Michael Kopnarski 2, Christiane Ziegler 1,2 Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern, Kaiserslautern IFOS GmbH, Kaiserslautern 3 Klinik für Zahnerhaltung, Parodontologie und präventive Zahnheilkunde, Universität des Saarlandes, Homburg/Saar 10:50 KV3 Detektion großer organischer Moleküle in der ToF-SIMS mittels Bismut-Cluster und metal-assisted SIMS Roman Markus Hefele, Cristoph Straif, Herbert Hutter Institut für chemische Technologien und Analytik, Technische Universität Wien, Getreidemarkt 9, 1060 Wien, Österreich 11:00 Pause 11

12 Oberflächen- und Grenzflächenanalyse 2: Metallische Werkstoffe 11:40 KV4 Untersuchung der Wirkmechanismen von Additiven auf technischen Oberflächen mit Sekundärionen- Flugzeitmassenspektroskopie D. Poerschke 1, S. Janssen 2 1 ThyssenKrupp Steel AG FuE/C-O, Eberhardstr Dortmund 2 DOC Dortmunder OberflächenCentrum GmbH, Eberhardstr Dortmund 12:00 KV5 Boundary layer and wear characterization of high-speed angular contact ball bearings lubricated with different grease additive formulations by ToF-SIMS, DF-SIMS, TEM / EDX, and AES / XPS Ullrich Gunst 1, Wolf-Rüdiger Zabel 2,, Manuela Reichelt 3, Joachim Mayer 3, Nathalie Valle 4, Jérôme Guillot 4, Gerhard Poll 2 Physikalisches Institut, Wilhelm-Klemm-Str. 10, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, D Münster, Germany Institut für Maschinenelemente, Konstruktion und Tribologie, Welfengarten 1A, Universität Hannover, D Hannover, Germany Central Facility for Electron Microscopy, Ahornstrasse 55, RWTH Aachen University, D Aachen, Germany CRP Gabriel Lippmann, Département SAM, 41, rue du Brill, L-4422 Belvaux, Luxembourg now at: Schaeffler KG, Georg-Schäfer-Str. 30, D Schweinfurt, Germany 12:20 KV6 Wechselwirkung von Schmierstoffen mit Stahloberflächen unter tribologischer Belastung Adam Orendorz 1, Marius Kuhn 1 1 Klüber Lubrication München KG, Geisenhausenerstraße 7, München 12:40 KV7 Optimierung der Verbundeigenschaften ultraschall-geschweißter Aluminium/CFK-Verbunde durch Modifikation der Oberfläche und Nutzung hochauflösender Analytik F. Balle 1, S. Emrich 2, A. Brodyanski 2, M. Kopnarski 2, G. Wagner 1, D. Eifler 1 1 Lehrstuhl für Werkstoffkunde (WKK), TU Kaiserslautern, Gottlieb-Daimler-Straße, Kaiserslautern 2 Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik (IFOS) GmbH, Trippstadter Straße, Kaiserslautern 13:00 Mittagspause Chemische Reaktionen an Oberflächen und inneren Grenzflächen 14:30 HV2 Zeitaufgelöste Photoelektronenspektroskopie Martin Aeschlimann Fachbereich Physik und Research Center OPTIMAS, TU Kaiserslautern 15:10 KV8 XPS-Untersuchungen zum Einfluss einer Vorbehandlung von Polymersubstraten auf die Lackhaftungseigenschaften Jens Sicking, Sebastian Hellweg Bayer Technology Services GmbH, PT-MT-MCT Surfaces Characterization, Leverkusen 12

13 15:30 KV9 Untersuchung der Adsorption von Pyridin auf Platinoberflächen mittels in-situ Photoelektronenspektroskopie C. Wöckel 1, S. Wickert 1, K. Fischer 1, S. Streber 2, R. Denecke 1 1 Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität Leipzig, Linnéstr. 2, Leipzig 2 Physikalische Chemie II, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Egerlandstr. 3, Erlangen 15:50 KV10 Grenzflächenuntersuchungen von metallischem Kobalt auf den organischen Halbleitern Kupfer- und Eisenphthalocyanin mittels Infrarot- und Photoelektronenspektroskopie F. Schmitt, J. Sauther, Y. Smets, S. Lach und Ch. Ziegler Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern 16:10 KV11 Vom Einzelmolekül zur komplexen Grenzflächenwechselwirkung: Verknüpfung von Molekül/Festkörper-Rechenverfahren und photoelektronischer Grenzflächenanalytik am Beispiel offenschaliger organischer Halbleitermoleküle für den spininjektions optimierten Einsatz an ferromagnetischen Kontaktflächen M. Vogel 1, J. Sauther 3, F. Schmitt 1, P.Oppeneer 2, S. Lach 1, Ch. Ziegler 1 1 Fachbereich Physik TU Kaiserslautern 2 Department of Physics and Astronomy, University of Uppsala Schweden 3 Firma OMNIVAC 16:30 Pause 17:00 Postersitzung P1 P 2 P3 P4 MiniSIMS: Sekundärionen-Massenspektrometrie als Tischgerät M. J. Heneka 1, B. E. Heneka 1, N. Long 2 1 RJL Micro & Analytic GmbH, D Karlsdorf-Neuthard, Deutschland 2 Millbrook Instruments Ltd, Blackburn Technology Centre, England Comparative Study of Two Different Methods for Film Thickness Determination on Model and Real Systems Using Software UNIFIT 2010 R. Hesse, P. Streubel, R. Denecke Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität Leipzig, D Leipzig Improved Tougaard Background Calculation with Predetermined Inelastic Electron Scattering Cross Section Functions K(T) using the Software UNIFIT 2011 R. Hesse, R. Denecke Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität Leipzig, D Leipzig Fortschritte in der Analyse nanoskaliger Materialien mit Tomographischer Atomsonde H.-Ulrich Ehrke 1, Wolfgang Berneike 1, François Horréard 2, Ludovic Renaud 2 1 CAMECA GmbH, Carl-von-Linde-Str. 42, D Unterschleissheim bei München, Deutschland 2 CAMECA SA, 29 Quai des Grésillons, Gennevilliers Cedex, France 13

14 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 Silicon Drift Detectors with Multilayer Collimators for X-Ray Fluorescence Spectroscopy T. Eggert 1, S. Kolizsvari 2, P. Pesch² 1 KETEK GmbH, Hofer Str. 3, Munich, Germany 2 TZO GmbH, Maarweg 30, Rheinbreitbach, Germany Massendetektion in fluiden Medien mit dem neuartigen Hybridresonator E. A. Ilin, J. Kehrbusch, P. Bozek, B. Radzio, E. Oesterschulze AG Physik und Technologie der Nanostrukturen Technische Universität Kaiserslautern, Erwin Schrödinger Straße 46, D Kaiserslautern Theoretische und experimentelle Untersuchungen der temperatur- und dämpfungsabhängigen Frequenzveränderung säulenartiger Mikroresonatoren in verschiedenen Gasen E. A. Ilin, P. Peiker, B. Radzio, E. Oesterschulze AG Physik und Technologie der Nanostrukturen, Technische Universität Kaiserslautern, Erwin Schrödinger Straße 46, D Kaisrslautern EDS- und WDS-Messungen an Ge-Schichten auf Si-Substrat Abschätzungen zur Empfindlichkeit der Röntgenspektrometrie Thomas Krajewski, Christine Wagner, Michael Kopnarski Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern Schichtdicken-Messung mit RFA Einführung Dipl. Phys. Dieter Böhme analyticon instruments gmbh, Dieselstr. 18, Rosbach v.d. Höhe Oberflächen- und Schichtanalytik mit der plasmagestützten Sekundärneutralteilchen-Flugzeitmassenspektrometrie Jörg Lösch, Michael Kopnarski Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern Oberflächencharakterisierung von Menisken in säulenartigen akustischen Biosensoren in medizinisch relevanten Flüssigkeiten Ph. Kowalewski, O. Koehler, Ch. Ziegler Technische Universität Kaiserslautern, FB Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, Erwin-Schrödinger Str.56, D Kaiserslautern A Simple Procedure for the Covalent Grafting of Triphenylphosphine Ligands on Silica: Application in the Palladium Catalyzed Suzuki Reaction Lei Wang 1, S. Shylesh, A. 1, Andreas Reis 1, Andreas Seifert 2, Thomas Philippi 1, Stefan Ernst 1, Mingjun Jia 3, and Werner R. Thiel 1 1 Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Fachbereich Chemie, Erwin- Schrödinger-Str. Geb. 54, D Kaiserslautern, Germany 2 Technische Universität Chemnitz, Institut für Chemie, Strasse der Nationen 62, Chemnitz, Germany. 3 Jilin University, College of Chemistry, Jilin University, Changchun, , Changchun, China 14

15 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 Kompetitive Proteinadsorption auf hydrophoben Oberflächen Bernhard von Vacano, Sabine Hirth, Ines Herzenstiel, Markus Ruecke BASF SE, Polymer Physics, Carl-Bosch-Str. 38, Ludwigshafen Oberflächencharakterisierung mittels Dynamischer Kontaktwinkel-Analyse (Wilhelmy-Plattenmethode) D. Scholz 1, C. Müller 1 J. Wald 1, Ch. Ziegler 1 1 Technische Universität Kaiserslautern, FB Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, D Kaiserslautern Untersuchung der Protein-Protein-Wechselwirkung in dentalen Biofilmen Christina Huber 1, Julian Kirch 1, Christine Müller 1, Wiebke Hoth- Hannig 2, Natalie Umanskaya 2, Matthias Hannig 2, Christiane Ziegler 1 1 Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern, Kaiserslautern 2 Klinik für Zahnerhaltung, Parodontologie und präventive Zahnheilkunde, Universität des Saarlandes, Homburg/Saar Ellipsometrische Untersuchung der Proteinadsorption auf Dentalmaterialien Nils Körber 1, Christine Müller 1 und Christiane Ziegler 1 1 Technische Universität Kaiserslautern, FB Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, D Kaiserslautern Einfluss verschiedener Umgebungsbedingungen auf die Proteinkonformation M. Hoff, C. Müller, F. Schmitt, S. Lach, Ch. Ziegler Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern, Kaiserslautern Initiale Bioadhäsion auf medizinischem Glasverpackungsmaterial A. Lüders 1,C Müller 1, H. Röhl 2, Ch. Ziegler 1 1 Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS; Technische Universität Kaiserslautern; D Kaiserslautern 2 Schott AG; Corporate Research and Technology Development; D Mainz Untersuchungen von Proteinadsorbatfilmen auf Titan mittels ToF-SIMS M. Wilhelmi 1, C. Müller 2, C. Ziegler 1,2, M. Kopnarski 1 1 Institut für Oberflächen und Schichtanalytik und Forschungsschwerpunkt OPTIMAS, TU Kaiserslautern 2 TU Kaiserslautern Untersuchungen zur Einsetzbarkeit von Tomato Bushy Stunt Virus in der Nanotechnologie A.Lüders 1, C. Müller 1, K. Boonrod 2, G. Krczal 2, Ch. Ziegler 1 1 Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS; Technische Universität Kaiserslautern; D Kaiserslautern 2 RLP Agroscience GmbH; Breitenweg 71; D Neustadt/Weinstraße 15

16 P21 P22 P23 Charakterisierung von Thiol-SAMs für biologische Anwendungen V. Trouillet 1, S. Engin 2, D. Wedlich 2, R. G. White 3, P. Mack 3 und M. Bruns 1 1 Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Materialforschung III und Karlsruhe Nano Micro Facility, Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, D Eggenstein-Leopoldshafen 2 Karlsruher Institut für Technologie, Zoologisches Institut 2, Fritz-Haber-Weg 4, D Karlsruhe 3 ThermoFisher Scientific, Unit 24 Birches Industrial Estate, East Grinstead, RH 19 1UB, UK Growth engineering of non-fermi liquid TTF-TCNQ charge transfer thin films I. Sarkar 1, M. Laux 1, J. Demokritova 1, A. Ruffing 1, S. Mathias 1, V. Solovyeva 2, M. Rudloff 2, S.S. Naghavi 3, M. Huth 2, and M. Aeschlimann 1 1 Department of Physics and Research Center OPTIMAS, University of Kaiserslautern, Germany 2 Physikalisches Institut, J. W. Goethe-Universität, Frankfurt am Main, Germany 3 Institut für Anorganische Chemie und Analytische Chemie, Johannes Gutenberg- Universtität, Mainz, Germany Untersuchung der Wechselwirkung von open-shell Übergangsmetallphthalocyaninen auf Kobalt mit Photoelektronenspektroskopie: die intermediäre Rolle von CoPc A. Altenhof, F. Schmitt, J. Sauther, S. Lach und Ch. Ziegler Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern P24 Photoemission studies of Bi2212 and SrFe 2 As 2 J. Wei 1, I. Sarkar 1, M. Laux 1, A. Ruffing 1, Y. Zhang 2, F. Chen 2, D.L. Feng 2, Y. Yoshida 2, H. Eisaki 3, M. Aeschlimann 1 1 Department of Physics and Research Center OPTIMAS, University of Kaiserslautern, Germany 2 Department of Physics, Surface Physics Laboratory (National Key Laboratory), and Advanced Materials Laboratory, Fudan University, Shanghai , People s Republic of China 3 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Tsukuba, Ibaraki , Japan P25 P26 XPS investigations of electrolyte/electrode interactions for various Li-ion battery materials S. Oswald, D. Mikhailova, F. Scheiba, P. Reichel, A. Fiedler, H. Ehrenberg IFW Dresden, Postfach , D Dresden, Germany Oberflächenanalytische Verfahren für hocheffiziente Silicium- Solarzellen Lena Breitenstein 1, Florian Sevenig 1, Antje Oltersdorf 1, Wilhelm Warta 1 1 Fraunhofer ISE, Heidenhofstr.2, Freiburg, Deutschland P27 Charakterisierung alternativer ZnMgO/ZnS-Pufferschichten in Cu(In,Ga)Se 2 -Dünnschichtsolarzellen mit SIMS und SNMS Axel Eicke, Thomas Ciba, Dimitrios Hariskos, Wolfram Witte ZSW Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung BW Industriestrasse 6, D Stuttgart 16

17 P28 P29 P30 P31 P32 P33 P34 P35 Photoemissionsstudie unter künstlicher Sonnenbestrahlung: Untersuchung der Grenzflächen Ag/C 60 /CuPc und Ag/CuPc/C 60 Mathias Fingerle 1, Felix Schmitt 1, Ingmar Bruder 2, Stefan Lach 1, Christiane Ziegler 1 1 Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern 2 BASF, Ludwigshafen Analytische TEM-Untersuchungen an Si-SiO x Nanostrukturen M. Schade a, M. Roczen b, B. Berghoff c, T. Mchedlidze d, und H. S. Leipner a a Interdisziplinäres Zentrum für Materialwissenschaften, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, D Halle, Germany b Silicon Photovoltaics (SE1), Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie, D Berlin, Germany c Institut für Halbleitertechnik, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, D Aachen, Germany d IHP/BTU Joint Lab, Brandenburgische Technische Universität Cottbus, D Cottbus, Germany Magnetic behavior of embedded antiferromagnetic elements in remanence R. Neb 1, P.A. Beck 1, T. Sebastian 1, P. Pirro 1, B. Hillebrands 1, R. Schäfer 2, B. Reuscher 3, M. Kopnarski 3 1 Technische Universität Kaiserslautern, FB-Physik, AG Magnetismus, Erwin- Schrödinger-Straße, Gebäude 56, Kaiserslautern 2 ROBEKO Rolf Schäfer Beschichtungskomponenten, Ackerwiese 14,D Münchweiler 3 IFOS GmbH, Trippstadterstr. 120, Kaiserslautern Characterisation of natural aluminium oxide layers using XPS J. Zähr 1, S. Oswald 2, M. Türpe 3, H.-J. Ullrich 1, U. Füssel 1 1 TU Dresden, Institute of Surface and Manufacturing Technology, Joining Technology and Assembly, D Dresden, Germany 2 IFW Dresden, P.O.-Box , D Dresden, Germany 3 Behr GmbH & Co. KG, Siemensstraße 164, D Stuttgart, Germany Untersuchungen zum Korrosionsverhalten von DLCbeschichteten Mg-Legierungen für biomedizinische Anwendung S. Hennings, F. Junge, A. Schütz, P. Fedtke, J. Heeg, und M. Wienecke Institut für Oberflächen- und Dünnschichttechnik, Hochschule Wismar Characterisation of microscopic structures and corrosion products of Zn-Al-Mg coatings on steel by FIB, SAES and XPS M. Arndt 1, H. Itani 1, D. Stifter 1, K. Preis 2, W. Winkler 2, S. Schürz 2, M. Fleischanderl 2, C. Riener 2, G. Angeli 2 1 Johannes Kepler University Linz, ZONA and CDL-MS-MACH, Altenbergerstrasse 69, 4040 Linz, Austria 2 voestalpine Stahl GmbH, voestalpine-straße 3, 4031 Linz, Austria Oberflächenanalytik in der Galvanotechnik Rolf Merz 1, Michael Kopnarski 1 1 IFOS GmbH, Trippstadterstraße 120, Kaiserslautern Elektronenmikroskopische Untersuchung von amorphen SiCN Hartstoffschichten A. Sendzik, S. Schulze, M. Günther, F. Richter, M. Hietschold Institut für Physik, Technische Universität Chemnitz, Chemnitz 17

18 P36 Temperature-dependent grain growth and phase transformation in mixed anatase-rutile nanocrystalline TiO 2 films Hubert Gnaser 1,2, Jörg Lösch 2, Adam Orendorz 1, Christiane Ziegler 1,2, Lei Gao 3, Zexian Cao 3 1 Department of Physics and Research Center OPTIMAS, University of Kaiserslautern, D Kaiserslautern, Germany 2 Institute for Surface and Thin Film Analysis IFOS, Trippstadter Str. 120, D Kaiserslautern, Germany 3 Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China P37 Investigation of Boron redistribution during silicidation in TiSi 2 using Atom Probe Tomography Kirsten Wedderhoff 1, Christoph Kleint 1, Ahmed Shariq 1, Steffen Teichert 2 1 Fraunhofer CNT, Königsbrücker Straße 180, D Dresden, Germany 2 UAS Jena, Dpt. SciTec, Carl-Zeiss-Promenade 2, D Jena, Germany P38 P39 P40 P41 Untersuchung der Sauerstoffkorngrenzendiffusion in Warmwalzblechen mittels ToF-SIMS Markus Holzweber 1,2, Markus Kriegl 3, Arno Schintlmeister 1, Dieter Paesold 3, Herbert Hutter 1 und Herbert Danninger 1,2 1 Institut für Chemische Technologien und Analytik, Technische Universität Wien, Getreidemarkt 9/164, 1060 Wien, Österreich 2 Christian Doppler Laboratorium für Diffusion und Segregation in Warmwalzblechen, Vienna University of Technology, Getreidemarkt 9/164AC, 1060 Wien, Österreich 3 Voestalpine AG, Voestalpine-Strasse 1, 4020 Linz, Österreich Chemisch-strukturelle Charakterisierung von Metall-Polymer- Interphasen Sven Passlack, Stefan Emrich, Michael Kopnarski Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern Oberflächen- und Schichtanalyse zur Charakterisierung ultraschallgeschweißter Leichtbaustrukturen aus Aluminium/C-Faser- Kunststoff-Verbunden Emrich S. 1, Balle F. 2, Brodyanski A. 1, Kopnarski M. 1, Eifler D. 2 1 Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik und Forschungsschwerpunkt AME 2 Lehrstuhl für Werkstoffkunde (WKK) und Forschungsschwerpunkt AME, TU Kaiserslautern Einfluss von Sauerstoff auf die Wasserstoffabsorption und auf Segregationsprozesse bei TiMn 2 -Metallhydriden Mark Schülke 1, Gábor Kiss 2,Hubert Paulus 3, Martin Lammers 3, Karl- Heinz Müller 1,3 1 Fachhochschule Südwestfalen, Abt. Soest, Lübecker Ring 2, Soest, Deutschland 2 Technische Universität Budapest, Atomphysikalisches Institut, H-1111 Budapest, Budafoki út 8, Ungarn 3 Institut für Technologie- und Wissenstransfer (TWS), Lübecker Ring 2, Soest, Deutschland 18

19 Dienstag 28. September :40 HV3 Nanoanalytik im Rahmen der Technologieförderung Dr. Gerd Bachmann VDI Technologiezentrum GmbH - Düsseldorf Teilchentransport an Oberflächen und Dünnen Schichten 09:20 KV12 Untersuchung von Na + Inkorporation in dünne nichtleitende Schichten mittels ToF-SIMS Stefan Krivec 1,2, Michael Buchmayr 3, Thomas Detzel 3, Herbert Hutter 2 1 KAI - Kompetenzzentrum Automobil- und Industrieelektronik GmbH, Europastraße 8, 9524 Villach, Austria 2 Department of Chemical Technologies and Analytics, Vienna University of Technology, Getreidemarkt 9, 1060 Vienna, Austria 3 Infineon Technologies Austria AG, Siemensstraße 2, 9500 Villach, Austria 09:40 KV13 Wasserstoffbestimmung in Stahl mit Hilfe der Glimmentladungsspektroskopie (GD-OES) ist das möglich? Simone Weyler 1, Arne Bengtson 2 1 ThyssenKrupp Steel Europe, Eberhardstraße 12, Dortmund, Germany 2 SwereaKIMAB, Drottning Kristinas väg 48, Stockholm, Sweden 10:00 KV14 Untersuchungen zur Wasserstoff-Aufnahme durch Ionenbeschuss-funktionalisierte Metallhydrid-Oberflächen Mark Schülke 1, Hubert Paulus 2, Gábor Kiss 3, Martin Lammers 2, Karl- Heinz Müller 1,2 1 Fachhochschule Südwestfalen, Abt. Soest, Lübecker Ring 2, Soest, Deutschland 2 Institut für Technologie- und Wissenstransfer (TWS), Lübecker Ring 2, Soest, 10:20 Pause Deutschland 3 Technische Universität Budapest, Atomphysikalisches Institut, H-1111 Budapest, Budafoki út 8, Ungarn 11:00 HV4 From the molecule to the device: Material development for organic solar cells Dr. Ingmar Bruder BASF SE, Carl-Bosch-Straße 38, Ludwigshafen Strukturbestimmung in oberflächennahen Bereichen 11:40 KV15 Bestimmung der Mikrostruktur von Kohlenstoff-basierten Nanokompositschichten S. Ulrich, M. Stüber, H. Leiste, C. Ziebert Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, Eggenstein-Leopoldshafen 19

20 12:00 KV16 Chemical State Imaging von Nanocones mittels Auger Electron Spectroscopy Wolfgang Betz 1, Sankar Raman 2, Dennis Paul 2, John Hammond 2 1 Physical Electronics, Inc., Am Berg 4, Frickenhausen a. Main, Germany 2 Physical Electronics, Inc Lake Drive East, Chanhassen, Minnesota, USA 12:20 KV17 ToF-SIMS analysis of glass fibre cloth for printed circuit board manufacturing Michael Haag 1, Johannes Windeln 1, Michael Wahl 2 1 IBM Technology Center ISC EMEA, Hechtsheimer Str. 2, Mainz 2 IFOS GmbH, Trippstadterstr. 120, Kaiserslautern 12:40 KV18 Advanced colloidal lithography for sub-100 nm lift-off structures Nico Homonnay, Nadine Geyer, Bodo Fuhrmann, Hartmut S. Leipner Interdisziplinäres Zentrum für Materialwissenschaften, Martin-Luther-Universität Halle Wittenberg, Halle 13:00 Mittagspause Tiefenprofilanalyse 14:30 HV5 Nanoscale depth profile analysis of functional thin-layer structures Kálmán Vad Institute of Nuclear Research of the Hungarian Academy of Sciences, Debrecen, Bem tér 18/C, Hungary, H :10 KV19 Multidimensionale Tiefenprofilcharakterisierung von Oberflächen und Grenzflächen von dünnen und dicken Schichten Christophe Deraed 1, Rainer Nehm 1, Agnès Tempez 2, Patrick Chapon 2 1 HORIBA Jobin Yvon GmbH, Hauptstraße 1, Unterhaching Germany 2 HORIBA Jobin Yvon SAS, rue du Canal, Longjumeau - France 15:30 KV20 Depth Profiling of Organic Materials under Optimized Ion Beam Conditions S. Kayser, D. Rading, R. Moellers, F. Kollmer, W. Paul, E. Niehuis ION-TOF GmbH, Heisenbergstr. 15, D Muenster, Germany 15:50 KV21 XPS Analyse von Poly(glycidyl-methacrylat) (PGMA) Bürstenähnlichen Dünnschicht-Struktur: Tiefenprofilieren mit C60. A. Lyapin 1, S. Alnabulsi 2, J. Moulder 2, R. Barbey 3, H.A. Klok 3 1 Physical Electronics GmbH, Fraunhoferstr Ismaning 2 Physical Electronics Lake Drive East, Chanhassen, MN USA 3 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Institut des Matériaux, Laboratoire des Polymères, Bâtiment MXD, Station 12, CH-1015 Lausanne, Switzerland 16:10 KV22 GDOES for accurate well resolved coatings and thin film analysis Marcus Wilke 1, Gerd Teichert 1, L. Spieß 2, Peter Schaaf 1,2 1 Materialforschungs- und Prüfanstalt Weimar, Germany 2 Ilmenau University of Technology, Institute of Materials Engineering and Institute of Micro- and Nanotechnologies, Department Materials for Electronics, Ilmenau, Germany 16:30 Pause 20

21 Charakterisierung und Kontrolle von Dünnschichtsystemen 17:10 HV6 Verbesserte Energieeffizienz in der Automobilindustrie Beitrag der Dünnschichttechnik und der Analytik A. Leson 1, M. Leonhardt 1, S. Makowski 2, C.-F. Meyer 1, H.-J. Scheibe 1, V. Weihnacht 1 1 Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS), Winterbergstrasse 28, Dresden, Deutschland 2 Technische Universität Dresden, Institut für Oberflächen- und Fertigungstechnik, George-Bähr-Str. 3c, Dresden 17:50 KV23 Charakterisierung Eisen dotierter Ba 0,6 Sr 0,4 Ti 1-x Fe x O 3 Dünnschichten F. Stemme, H. Gesswein, J.-R. Binder und M. Bruns Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Materialforschung III, Hermannvon-Helmholtz-Platz 1, Eggenstein-Leopoldshafen 18:10 KV24 Photo-induced switchable TiO 2 thin films for biological application O. Berger, B. Adolphi, W.-J. Fischer Technical University of Dresden, Semiconductor and Microsystems Technology Laboratory, P.O.Box, D Dresden, Germany 18:30 KV25 Untersuchung des Wachstums von chemisch funktionalisierten Alkylsiloxanmonoschichten mittels AFM und IR-Spektroskopie G. Friedbacher 1, H. Hoffmann 2, C. R. Sohar 1, T. Lummerstorfer 2 1 Institut für Chemische Technologien und Analytik, TU Wien, Getreidemarkt 9/164, A Wien 2 Institut für Angewandte Synthesechemie, TU Wien, Getreidemarkt 9/163, A-1060 Wien 18:50 KV26 (UHV-)ERDA Untersuchungen von NEG Schichten Marc Wengenroth 1, Markus Bender 1, Holger Kollmus 1, Walter Assmann 2 1 GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, D Darmstadt 2 FB Physik, Ludwig Maximilians Universität München, D Garching 19:10 Firmenpräsentation 20:00 Firmenabend Mittwoch 29. September 2010 Neue methodische und gerätetechnische Entwicklungen 1 08:40 HV7 Atom Probe Tomography and Nanosciences D. Blavette*, S. Duguay, E. Cadel, P. Pareige, B. Deconihout Groupe de Physique des Matériaux (UMR CNRS 6634), UFR Sciences et Techniques Avenue de l'universite - B.P SAINT ETIENNE DU ROUVRAY CEDEX FRANCE 09:20 KV27 Untersuchungen zu Partikel-Haftkräften und ihrer Beeinflussung - Haftung nichtidealer Kontaktpartner Dipl. Ing. J. Hartmüller 1, Prof. Dr.-Ing. S. Ripperger 1 1 Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik, Universität Kaiserslautern, Gottlieb- Daimler-Straße, D Kaiserslautern, Germany 21

22 09:40 KV28 Mobile Schichtdicken-Messung Dieter Böhme AnalytiCON Instruments GmbH, Dieselstr. 18, Rosbach v. d. Höhe 10:00 KV29 A semi-quantitative and combinatorial ToF-SIMS, XPS and FTIR study of the chemical composition and bonding of hard amorphous Si B C N O thin films. I. Aronov 1, H. Abu Samra 2, H. Beer 1, K. Graf 1, X. Jiang 2 and B.W. Wenclawiak 1 1 Department of Analytical Chemistry, University of Siegen, Adolf-Reichwein-Str. 2, D Siegen, Germany 2 Institute of Materials Engineering, University of Siegen, Paul-Bonatz-Str. 9-11, Siegen, Germany 10:20 Pause Neue methodische und gerätetechnische Entwicklungen 2 11:00 HV8 NanoXAS an innovative Tool combining Scanning Probe and X-Ray Microscopy J. Raabe 1, I. Schmid 1, R. Fink 2, H.J. Hug 3, and Ch. Quitmann 1 1 Swiss Light Source, Paul Scherrer Institut, 5232 Villigen PSI, Switzerland 2 Univ. Erlangen-Nürnberg, Egerlandstrasse 3, Erlangen, Germany 3 Empa, Überlandstrasse 129, 8600 Dübendorf, Switzerland 11:40 KV30 Beam Damage in High-Resolution Scanning Auger Microscope JAMP-9500F Oliver Senftleben 1 and Hermann Baumgärtner 2 1 JEOL (Germany) GmbH, Oskar-von-Miller-Straße 1A, Eching 2 Universität der Bundeswehr München, Werner-Heisenberg-Weg 39, Neubiberg 12:00 KV31 Dynamische Driftkorrektur für hochauflösende Auger-Messungen U. Roll, H. Lindner, J. Hildebrand, G. Schäfer Omicron NanoTechnology GmbH, Limburger Str. 75, D Taunusstein 12:20 KV32 Oberflächennahe Analytik mit Kleinwinkelröntgenstreuung im Labor J. Wiesmann 1, B. Hasse 1, T. Samtleben 1, C. Michaelsen 1, P. Siffalovic 2, K. Vegso 2, E. Majkova 2, J. Keckes 3, G. Maier 4 1 Incoatec GmbH, Max-Planck-Strasse 2, Geesthacht, Germany 2 Institute of Physics, Slovak Academy of Science, Dubravska cesta 9, Bratislava, Slovakia 3 Erich Schmidt Institut für Materialwissensch., Österr. Akademie der Wissensch., Jahnstrasse 12, 8700 Leoben, Österreich 4 Material Center Leoben Forschung GmbH, Roseggerstrasse 12, 8700 Leoben, Österreich 12:40 Mittagspause 13:30 Konferenzausflug nach Trier 22

23 Beitragskurzfassungen Hauptvorträge 23

24 HV1 Nonlinear optical spectroscopy of organic molecules at interfaces Y. Caudano, 1* F. Cecchet, 1 B. Champagne, 2 J. Guthmuller, 2 E. Kakudji, 1,3 D. Lis, 1, P.A. Thiry, 1 A. Peremans 1 1 Research Centre in Matter and Radiation Physics (PMR) 2 Laboratory of Theoretical Chemistry (LCT), University of Namur (FUNDP) Rue de Bruxelles 61, B-5000 Namur, Belgium 3 Physics department, University of Kinshasa (UNIKIN), Kinshasa, Democratic Republic of Congo Corresponding author: yves.caudano@fundp.ac.be Due to their intrinsic surface sensitivity, second-order nonlinear optical processes are extensively used to probe selectively surfaces and interfaces of centrosymmetric materials. In particular, due to its strict selection rules, sumfrequency generation spectroscopy (SFG) has emerged as a very valuable tool to investigate molecule organisation and orientation in molecular layers, with sub-monolayer sensitivity [1, 2]. Using doubly resonant sum-frequency generation spectroscopy (DRSFG), it is possible to probe surface electron-phonon couplings by tuning simultaneously the frequency of the incident infrared laser to a vibrational excitation and the frequency of the incident visible laser to a coupled electronic transition [3]. We have used SFG spectroscopy to study the vibrational and electronic structure, the organisation and the orientation of various organic molecules adsorbed at interfaces. In particular, we investigated the electron-phonon couplings in alkali-doped fullerene monolayers using DR-SFG spectroscopy. By exploiting the sensitivity of SFG spectroscopy to the interface order, we also probed the self-assembly process in various self-assembled monolayer (SAM) systems. To evaluate the molecular orientation in SAM, we compare the experimental SFG spectra with simulated ones, deduced from the numerical computation of the isolated molecule vibrational dipole moments and Raman tensors. The analytical computation of the monolayer SFG spectrum suggests that specific spectroscopic configurations are particularly well-adapted to the determination of the orientation of molecular groups of known symmetry and can provide information on both the tilt angle and the axial rotation of the molecule. [1] [1] F. Vidal and A. Tadjeddine, Rep. Prog. Phys. 68, 1095 (2005). [2] [2] De-Sheng Zheng, Yuan Wang, An-An Liu, and Hong-Fei Wang, International [3] Reviews in Physical Chemistry 27, (2008). [4] [3] M.B. Raschke, M. Hayashi, and Y. R. Shen, Chem. Phys. Lett. 359, [5] (2002). 24

25 HV2 Zeitaufgelöste Photoelektronenspektroskopie Martin Aeschlimann Fachbereich Physik und Research Center OPTIMAS, TU Kaiserslautern Kontakt: Bei praktisch allen Prozessen auf einer Festkörperoberfläche wird auf atomarer Basis eine Verteilung von Energie und Impuls, teilweise auch Drehimpuls, stattfinden. Typische Beispiele sind alle katalytischen Prozesse auf einer Grenzfläche oder Phasenübergänge wie z.b. ein simpler Schmelzvorgang. Leider laufen alle elektronischen wie auch die molekularen Prozesse auf atomarer Skala sehr schnell ab, meistens im fs-bereich, was bisher eine Untersuchung der Dynamik und somit der zugrundeliegenden fundamentalen Mechanismen nicht erlaubte. Erst das Aufkommen von bezahlbaren fs- Lasersystemen in den 90er Jahren wie auch die neuen Möglichkeiten durch Freie-Elektronen-Laser (FEL) in den letzten Jahren ermöglichten es, solche Prozesse durch Echtzeitexperimente zu studieren. Der Vortrag soll eine allgemeinverständliche Einführung in die verschiedenen zeitaufgelösten Photoemissions-Messmethoden (zeitaufgelöste UPS, XPS, PEEM, 2PPE etc.) geben und anhand ausgewählter Beispiele die vielfältigen Möglichkeiten zeigen, die diese Methoden für die Untersuchung grundlegender wie auch angewandter Fragen in der Festkörper- und Grenzflächenphysik eröffnen. 25

26 HV3 Nanoanalytik im Rahmen der Technologieförderung Gerd Bachmann VDI Technologiezentrum GmbH - Düsseldorf Kontakt: bachmann@vdi.de Nanotechnologie ist mittlerweile Schlüsseltechnologie und Wachstumstreiber in vielen Branchen, bspw. in der Elektronik, Materialentwicklung, Optik, chemischen Entwicklung, Energiewirtschaft oder Medizin. Dabei hat sich in der inhaltlichen und strategischen Ausrichtung der Projektförderung in den letzten 20 Jahren ein deutlicher Wandel vollzogen. Die ersten Nanotechnologie-Fördervorhaben des BMBF Ende der 80er- Anfang der 90er-Jahre waren oftmals Grundlagen orientiert und die Basis legend ausgerichtet. Dabei wurden u.a. Untersuchungen zu neuen Nanoanalytikverfahren noch stärker thematisch eigenständig gefördert. als heutzutage. Mit zunehmendem breiten Industrieinteresse wechselte dann die Ausrichtung der Projektinhalte hin zu mehr branchenspezifischer Anwendungsorientierung in industriellen Verbundvorhaben, die im Zuge einer strategischen Neuausrichtung der BMBF-Förderung mittlerweile in gesellschaftlich und volkswirtschaftlich besonders relevanten Leitinnovationen, Spitzenclustern und Innovationsallianzen gebündelt werden. Ziel dieses Strategieansatzes ist es, durch eine konzertierte Arbeits-, Zeitund Finanzaufteilung von Wissenschaft und Wirtschaft eine maßgebliche volkswirtschaftliche Hebelwirkung zu entfalten und neue Märkte zu erschließen. Aktuelle Marktprognosen gehen von einer weiterhin dynamischen globalen Entwicklung des Nanotechnologie-Sektors aus und prognostizieren für das Jahr 2015 ein Weltmarktvolumen von 3 Billionen US$. Der Anteil des Nanoanalytik-Geräte- und Zubehörmarktes liegt verglichen damit - und ungeachtet der Hebelwirkung der Nanoanalytik - unterhalb des Prozentbereichs. Weltweit stiegen auch die öffentlichen Förderinvestitionen stetig an und belaufen sich mittlerweile auf über 4 Milliarden US$ pro Jahr. Die USA, Japan und Deutschland stellen hier die Spitzenreiter, sind aber dicht gefolgt von Russland und südostasiatischen Ländern. Allein in Deutschland werden von der öffentlichen Hand etwa 440 Mio. Euro für die Förderung nanotechnologischer Forschung und Entwicklung ausgegeben. Mehr als 800 Unternehmen in Deutschland befassen sich auf unterschiedlichen Stufen der Wertschöpfungskette mit nanotechnologischen Verfahren, Dienstleistungen und Produkten. Dabei handelt es sich bei mehr als 80% dieser Unternehmen um Klein- und Mittelständler. Etwa 70 Unternehmen widmen sich der Geräteentwicklung im Nanoanalytikbereich. Der Vortrag zeigt für einige Innovationsfelder die Bedeutung nanotechnologischer FuE auf, erläutert den koordinierten politischen und wirtschaftlichen Strategieansatz zum Erhalt der internationalen Marktfähigkeit deutscher Unternehmen und beleuchtet die globale Konkurrenzsituation, welche durch Wettbewerb als auch Kooperation geprägt ist. 26

27 HV4 From the molecule to the device: Material development for organic solar cells Dr. Ingmar Bruder BASF SE, Carl-Bosch-Straße 38, Ludwigshafen Corresponding author: The world s hunger for energy is growing. To provide mankind with sustainable and eco-friendly energy is one of the major challenges of the 21st century. One way to approach this goal could be the development of efficient organic solar cells. Solar cells based on organic materials have potential advantages compared to traditional inorganic solar cells, such as low production costs and the deposition on light-weight and flexible substrates. Figure 1: Bulk heterojunction solar cells evaporated on a pre-structured glass substrate BASF started in 2004 research activities on organic photovoltaics. Today, major organic cell technologies, e.g. bulk hetero-junction solar cells and dye-sensitized solar cells are investigated within the frame of our organic photovoltaic project. In this talk an introduction about organic photovoltaic will be given. Strategies for the material development and the corresponding challenges across the whole processing chain, from the molecule to the device, will be introduced. Furthermore, the research activities and current status on small molecule heterojunction solar cells (HJC s) and solid state dye sensitized solar cells (sdsc s) will be discussed. 27

28 HV5 Nanoscale depth profile analysis of functional thin-layer structures Kálmán Vad Institute of Nuclear Research of the Hungarian Academy of Sciences, Debrecen, Bem tér 18/C, Hungary, H-4026 Corresponding author: While in general the depth resolution of depth profiling analyses performed by SNMS is mainly determined by surface roughness and atomic mixing, in functional thin layer structures, using low bombarding energy of ev, the effect of atomic mixing is negligible compared to surface roughness. In my lecture I am going to show the efficiency of the SNMS method in depth profiling analyses of functional structures through a couple of examples taken from the field of material science, electrochemical deposition, solar cells, nuclear physics and industry. 28

29 HV6 Verbesserte Energieeffizienz in der Automobilindustrie Beitrag der Dünnschichttechnik und der Analytik A. Leson 1, M. Leonhardt 1, S. Makowski 2, C.-F. Meyer 1, H.-J. Scheibe 1, V. Weihnacht 1 1 Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS), Winterbergstrasse 28, Dresden, Deutschland 2 Technische Universität Dresden, Institut für Oberflächen- und Fertigungstechnik, George-Bähr-Str. 3c, Dresden Kontakt: andreas.leson@iws.fraunhofer.de Diamantähnliche Beschichtungen (DLC Diamond-like Carbon Coatings) werden zunehmend zum Verschleißschutz von Werkzeugen und Bauelementen eingesetzt. Ihr Vorteil liegt in der einzigartigen Kombination von hoher Härte, geringer Reibung sowie der geringen Tendenz zur Kaltverschweißung. DLC- Beschichtungen werden typischerweise mittels eines plasmagestützten CVD- Prozesses aufgebracht. Dabei führen die eingesetzten Kohlenwasserstoffe zu einem nicht unbeträchtlichen Wasserstoffgehalt in den Schichten. Eine neue Generation von DLC-Schichten basiert hingegen auf wasserstofffreien ta-c-schichten (ta-c = tetrahedral amorphous carbon). Diese Beschichtungen haben eine bis zu dreimal höhere Härte als Standard-DLC-Schichten. Zudem besitzen sie je nach Randbedingungen einen drastisch reduzierten Reibungskoeffizienten. Darüber hinaus zeigen sie exzellente Notlaufeigenschaften bei Mangelschmierung und eignen sich sogar für den Betrieb im Trockenlauf. Insbesondere die reibungsmindernden Eigenschaften sind aktuell von großem Interesse für die Automobilindustrie, eröffnen sie doch Chancen zu einer deutlich verbesserten Energieeffizienz im Antriebsstrang und damit zu einer Verminderung des Verbrauchs sowie des CO 2 -Austoßes. Für die Abscheidung von ta-c-schichten steht mit der Laser-Arc-Technologie ein Verfahren zur Verfügung, das die Effizienz der Arc-Abscheidung mit der Kontrollierbarkeit der Lasertechnik kombiniert. Aufgrund seiner Stabilität, Reproduzierbarkeit und seiner Abscheiderate ist es auch für einen Einsatz unter industriellen Bedingungen tauglich. Beim Einsatz der Schichten auf realen Bauteilen zeigt sich, dass die innere Struktur der Schichten für den jeweiligen Anwendungsfall gezielt angepasst werden muss, um eine optimale Belastbarkeit zu erhalten. Zudem ist das Reibungsverhalten in starkem Maße von den Oberflächenzuständen und der chemischen Zusammensetzung der Schmiermittel abhängig, die für eine optimale Wirkung ebenfalls gezielt angepasst werden müssen. Hierfür ist die Oberflächenanalytik ein unverzichtbares Hilfsmittel. 29

30 HV7 Atom Probe Tomography and Nanosciences D. Blavette*, S. Duguay, E. Cadel, P. Pareige, B. Deconihout Groupe de Physique des Matériaux (UMR CNRS 6634), UFR Sciences et Techniques Avenue de l'universite - B.P SAINT ETIENNE DU ROUVRAY CEDEX FRANCE Corresponding author: didier.blavette@univ-rouen.fr Atom probe tomography (APT) is the only analytical microscope able to provide 3D images of a material at the atomic scale [1][2]. The 3D reconstruction of Cottrell atmospheres (tiny clouds of impurity atoms around dislocations in crystals) at the atomic-scale is one of the numerous salient results provided by this instrument [3]. Using focused ion beam milling for the specimen preparation opened the instrument more widely to nanoscience in particular multilayers (spin valves, magnetostrictive devices ) [4]. Another major breakthrough was made recently with the implementation of ultrafast pulsed laser to the instrument. This new instrument that we designed, namely the Laser assisted Wide- Angle Tomographic Atom Probe (LAWATAP - CAMECA) has made it possible the analysis of bad conducting materials including semi-conductors and oxides, that are key materials in micro-electronics [5]. A similar instrument with a different design (the laser enhanced local electrode atom probe LEAP) was designed by T. Kelly et al. [6]. This major innovation in the word of analytical microscopy opened a new insight in many fields of nanoscience including tunnel junctions, nano-powders, nano-wires, clustering effects in heavily-doped ultrashallow junctions and reactive diffusion in ultrathin films used for contacts in microelectronics [7,8,9]. Unique capabilities of atom probe tomography in nanoscience in particular in nano-electronics will be highlighted on the basis of some selected illustrations. [6] A. Cerezo, I. J. Godfrey and G. D. W Smith, 1988, Rev. Sci. Instr. 59 (6), 862 [7] D. Blavette, A. Bostel, J.M. Sarrau, B. Deconihout and A. Menand, 1993, Nature 363, 432 [8] D. Blavette, E. Cadel, A. Fraczkiewicz, A. Menand, 1999, Science 17, 2317 [9] D. Blavette, T. Al Kassab, E. Cadel, A. Mackel, M. Gilbert, O. Cojocaru, B. Deconihout, 2008, Intern. Journ. of. Mater. Res. 99 (5), 454 [10] B. Gault, F. Vurpillot, A. Vella, M. Gilbert, A. Menand, D. Blavette, B., 2006, Rev. Sci. Instr. 77, [11] T. F. Kelly and M. K. Miller, 2007, Rev. Sci. Instrum. 78, [12] D.E. Perea, J.E. Allen, S.J. May, B.W. Wessels, D.N. Seidman, L.J. Lauthon, 2006, Nano lett. 6 (2) [13] O. Cojocaru-Mirédin, D. Mangelinck, K. Hoummada, E. Cadel, D. Blavette, Scripta Mater. Volume 57, Issue 5 (2007) [14] O. Cojocaru-Mirédin, D. Mangelinck, D. Blavette, Nucleation of boron clusters in implanted silicon, Journ. of Applied Physics 106, issue 11, (2009) 30

31 HV8 NanoXAS an innovative Tool combining Scanning Probe and X-Ray Microscopy J. Raabe 1, I. Schmid 1, R. Fink 2, H.J. Hug 3, and Ch. Quitmann 1 1 Swiss Light Source, Paul Scherrer Institut, 5232 Villigen PSI, Switzerland 2 Univ. Erlangen-Nürnberg, Egerlandstrasse 3, Erlangen, Germany 3 Empa, Überlandstrasse 129, 8600 Dübendorf, Switzerland Corresponding author: joerg.raabe@psi.ch NanoXAS is a novel x-ray microscope combining laterally resolved soft x-ray spectroscopy and scanning probe microscopy. We report on first results from thin polymer blend films and magnetic materials. The instrument uses Fresnel zone plates to focus x-rays ( ev) onto a semi-transparent sample which is raster scanned through the beam. As in a STXM the transmitted x-rays are measured by a photodiode providing a transmission image. As a novelty a scanning probe microscope (SPM) is looking on the down stream side of the sample. It provides additional morphological information by imaging sample topography, the so-called phase contrast, which mainly arises from viscoelastic and adhesion sample-tip interaction. Furthermore the SPM tip can be used to collect the photoelectrons produced upon x-ray absorption in the sample 1. It bridges the gap between conventional x-ray microscopes, which provide chemical information but are so far limited to x ~25 nm, and electron microscopes or scanning probe microscopes providing sub-nm resolution but with no or only little chemical information. We expect a broad field of applications in materials science, nanotechnology and even industrial applications such as semiconductor metrology. The current status of this novel instrument is demonstrated by showing resent result in the field of polymer physics and magnetism. [1] I. Schmid et al, Ultramicroscopy (in press), doi: /j.ultramic

32 Beitragskurzfassungen Kurzvorträge 32

33 KV1 UV- bis IR-Spektrometrie zur Charakterisierung der solarthermischen Eigenschaften von Oberflächen Nina Kolbe 1, Roman Glass 2 1 Dortmunder OberflächenCentrum / ThyssenKrupp Steel Europe AG, Forschung und Entwicklung, Organische Analytik (FuE-C-O), Eberhardstr. 12, Dortmund 2 Dortmunder OberflächenCentrum GmbH, Organische Beschichtungen und Sandwichprodukte, Eberhardstr. 12, Dortmund Kontakt: nina.kolbe@thyssenkrupp.com Die Solarthermie, also die Wärmegewinnung aus Sonnenlicht, ist aufgrund der steigenden Nachfrage nach erneuerbaren Energien ein Wachstumsmarkt, in dem Potenzial für den Einsatz von Stahl vorhanden ist. Solarthermische Absorberoberflächen sollen möglichst gut im Wellenlängenbereich des Sonnenlichts absorbieren und gleichzeitig wenig Energie durch Wärmestrahlung wieder verlieren. Andererseits ist es ebenfalls interessant, Stahlfassaden und dächer zu entwickeln, die sich weniger stark in der Sonne aufheizen, um die Klimatisierung von Gebäuden zu vereinfachen. So genannte Cool Coatings sollen einen möglichst großen Anteil des Sonnenspektrums reflektieren, dabei aber trotzdem farbig sein. Stahl und metallische Beschichtungen reflektieren die Strahlung über den gesamten betrachteten Wellenlängenbereich vergleichsweise gut, weshalb zusätzliche organische oder anorganische Beschichtungen die Absorptionsfunktion im gewünschten Spektralbereich übernehmen müssen. In jedem Fall muss der Strahlungshaushalt an der Oberfläche kontrolliert werden. Zur Charakterisierung der optischen Eigenschaften dieser Oberflächen wird die Gesamtreflexion wellenlängenaufgelöst über den Spektralbereich von Ultraviolett bis Infrarot bestimmt. Dazu wird ein Fouriertransform-Infrarotspektrometer verwendet, welches mit zusätzlichen Quellen, Strahlteilern und Detektoren ausgerüstet ist. Die reflektierte Strahlung wird mittels gold- und PTFE-beschichteten Ulbrichtkugeln gesammelt, um sie über die Reflexionswinkel zu integrieren. In diesem Vortrag wird die Messmethodik vorgestellt und es werden Beispiele aus der Stahlindustrie aufgezeigt. 33

34 KV2 Proteinwechselwirkung mit Dental(ersatz)materialien mittels verschiedener Oberflächenanalysemethoden Christine Müller 1, Johanna Wald 1,2, Julian Kirch 1, Anne Lüders 1, Michael Wahl 2, Wiebke Hoth-Hannig 3, Matthias Hannig 3, Michael Kopnarski 2, Christiane Ziegler 1,2 1 Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern, Kaiserslautern 2 IFOS GmbH, Kaiserslautern 3 Klinik für Zahnerhaltung, Parodontologie und präventive Zahnheilkunde, Universität des Saarlandes, Homburg/Saar Kontakt: cmueller@physik.uni-kl.de Tritt eine Oberfläche in Kontakt mit einer Proteinlösung, so bildet sich ein Proteinfilm, der speziell auf Dentalmaterialien als Pellikel bezeichnet wird und die bakterielle Adhärenz beeinflusst. Auf Grund der Ungewissheit der beteiligten molekularen Mechanismen steht die Pellikelbildung im Interesse der präventiven Zahnheilkunde. Somit wird hier die Interaktion involvierter Proteine (Albumin, Lysozym, Amylase) mit der Grenzfläche untersucht. Die Kombination diverser Oberflächenanalysemethoden (Rasterkraftspektroskopie SFS, dynamische Kontaktwinkelanalyse DCA, Flugzeit-Massenspektrometrie ToF-SIMS) liefert ein Gesamtbild der Proteinwechselwirkung (Adsorption, Adhäsion, Desorption) mit den Dental(ersatz)materialien (natürlicher Zahn, Titan, PTFE, PMMA, Keramik, Composit, dentales Gold). SFS wurde die Adhäsionskraft bis in den Piconewtonbereich zwischen Albumin und den Dentalmaterialien untersucht [1]. Der Einfluss der Elektrostatik sowie der mit dem Oberflächenmaterial verbundene Kontaktwinkel und die Kontaktzeit zwischen Protein und Oberfläche zeigen einen signifikanten Einfluss auf die gemessenen Kräfte [1]. DCA-Messungen ermöglichen die Oberflächenbedeckung sowie die Desorption der Proteine zu bestimmen [2]. Im Vergleich zur SFS kann das Protein frei diffundieren und adsorbieren. Auf hydrophoben Oberflächen oder Oberflächen, auf denen Proteine Chemisorption zeigen (dentales Gold), können im Vergleich zur SFS zusätzliche Informationen zur Protein-Oberflächen-Wechselwirkung gewonnen werden [2]. Die laterale chemische Zusammensetzung der adsorbierten Proteinfilme sowie deren Homogenität ist mittels ToF-SIMS zugänglich [3]. Doch die Methode arbeitet im Vakuum, dessen Einfluss auf die Proteinkonformation zu klären bleibt. [1] C. Müller et al. Langmuir 2010, 26(6), [2] C. Müller et al. submitted [3] J. Wald et al. Physica Status Solidi a 2010, 207(4),

35 KV3 Detektion großer organischer Moleküle in der ToF-SIMS mittels Bismut-Cluster und metal-assisted SIMS Roman Markus Hefele, Cristoph Straif, Herbert Hutter Institut für chemische Technologien und Analytik, Technische Universität Wien, Getreidemarkt 9, 1060 Wien, Österreich Kontakt: Für die eindeutige Identifizierung von organischen Molekülen mit hohen Molekulargewichten (z.b. Polymere, Proteine, Lipide, u.a.) stehen in der modernen analytischen Chemie zahlreiche Verfahren (z.b. MALDI-ToF) zur Verfügung, die jedoch in der Ortsauflösung limitiert sind. Diese Arbeit beschreibt daher eine Möglichkeit große organische Moleküle mit ToF-SIMS nachzuweisen und gibt einen Ausblick in deren ortsaufgelöste Darstellung. Es wurde an zwei Modellsystemen (Self Assembled Monolayers bzw. verschiedene Glycerophosphatidylcholine auf Silizium- bzw. Gold-Substraten) untersucht, welchen Einfluss unterschiedliche polyatomare Primärionen auf die totale Signalausbeute und Fragmentierung haben. Dazu wurde ein Tof.SIMS 5 (IonToF GmbH, Münster) mit einer Bismut-Flüssigmetallionenquelle verwendet. Zur Untersuchung der selbstorganisierenden Monoschichten (SAM) wurden 1-Dodekanthiol und 1-Nonadekanthiol auf einem reinen Silizium-Wafer, sowie auf einem goldbeschichteten Silizium-Wafer aufgebracht. Dabei konnte bei Erhöhung des Bismut-Clusters die Zunahme der totalen Signalausbeute und die Änderung der Fragmentierung der alkanähnlichen Fragmentionen (C 4 H x, C 5 H x, C 6 H x ) zu Fragmentionen mit Mehrfachbindungen, sowie der signalverstärkende Effekt der Goldbeschichtung, nachgewiesen werden. Glycerophospholipide haben in der Biologie wichtige Funktionen angefangen von der Energie-Speicherung, bis hin zur Signaltransduktion. Durch Verwendung von polyatomaren Primärionen ist es möglich charakteristische Schlüsselfragmentionen in der ToF-SIMS zu bilden. Dabei konnte eine Erhöhung der einzelnen Intensitäten der verschiedenen Fragmentionen, sowie der totalen Sekundärionenausbeute in Abhängigkeit des Bismut-Clusters festgestellt werden. Darüber hinaus wurde auch gezeigt, dass die Signalausbeuten auch im hohen Massenbereich mit Hilfe einer nanometerdicken Goldbeschichtung deutlich erhöht werden können, so dass sich die Akquirierungszeit für bildgebende Untersuchungen erniedrigt. 35

36 KV4 Untersuchung der Wirkmechanismen von Additiven auf technischen Oberflächen mit Sekundärionen Flugzeitmassenspektroskopie D. Poerschke 1, S. Janssen 2 1 ThyssenKrupp Steel AG FuE/C-O, Eberhardstr Dortmund 2 DOC Dortmunder OberflächenCentrum GmbH, Eberhardstr Dortmund Kontakt: David.Poerschke@thyssenkrupp.com Bei der Entwicklung von neuen Beschichtungen und Stahloberflächen ist es essentiell, die Korrosionsbeständigkeit des neuen Materials für den Transport zum Kunden zu gewährleisten. Herkömmlich wird ein temporärer Schutz durch Korrosionsschutzöle erreicht. Es zeigte sich, dass bewährte Korrosionsschutzöle auf diesen neuen Oberflächenkonzepten manchmal keine ausreichende Wirksamkeit aufweisen. Versuche der Ölfirmen nach dem Muster TRY & ERROR neue Korrosionsschutzöle zu entwickeln und zu etablieren, sind fehlgeschlagen. Weswegen die Notwendigkeit besteht, die Wirkmechanismen zwischen Oberfläche und Korrosionsschutzöl zu klären und damit eine Klärung der Anbindung der Additivmoleküle an die Zink/Zinkoxidoberfläche zu erhalten. Da Korrosionsschutzöle meist ein komplexes Gemisch aus Grundöl mit diversen Additiven sind, ist die Untersuchung einzelner relevanter Bestandteile von Nöten. Entscheidende Bestandteile eines Korrosionsschutzöles sind die Korrosionsschutzadditive. Neben den gängigen Sulfonaten sind eine wichtige Additivklasse die Triazole, welche sowohl in wässrigen als auch öligen Prozessmedien eingesetzt werden. Um die Wirkweise dieser Korrosionsschutzadditive zu verstehen, werden diese auf diverse Oberflächen aufgebracht und ihre chemische Bindung mit der jeweiligen Oberfläche mit ToF-SIMS untersucht. Die Nachweisempfindlichkeit der ToF-SIMS stellt hierbei besondere Herausforderungen an die Reinheit der Oberfläche. Als ein geeignetes Substrat hat sich einseitig elektrolytisch verzinkter Stahl aus der Pilot-Tafelverzinkungsanlage herausgestellt. Nach der Reinigung weist dieses Material eine ZnO- Oberflächenstöchiometrie auf. Es werden selbstapplizierende Monolagen von Triazolen auf das gewünschte Substrat aufgebracht und durch Tiefenprofilierung mit 25keV Bi 3 +, 40keV C 60 + und 500eV Ar nachgewiesen. Durch die Analyse mit 25keV Bi 3 + und 25keV Au 3 + -Clusterionen lassen sich ZnO-Triazol Verbindungen detektieren. Die Anbindung an die Zinkoxidoberfläche über eine Stickstoffbrücke wurde bei diesen Untersuchungen bestätigt. Ebenso wurden verschiedene Substrate (z.b. SiO 2, Kaltband) auf ihre Oberflächenstöchiometrie, sowie auf die Fähigkeit mit unterschiedlichen Triazolen Bindungen einzugehen, untersucht. Hierbei wurde festgestellt, dass nicht alle Triazole gleich gut auf die unterschiedlichen Oberflächen aufziehen und damit keinen ausreichenden Oberflächenschutz bieten. 36

37 KV5 Boundary layer and wear characterization of high-speed angular contact ball bearings lubricated with different grease additive formulations by ToF-SIMS, DF-SIMS, TEM / EDX, and AES / XPS Ullrich Gunst 1, Wolf-Rüdiger Zabel 2,, Manuela Reichelt 3, Joachim Mayer 3, Nathalie Valle 4, Jérôme Guillot 4, Gerhard Poll 2 1 Physikalisches Institut, Wilhelm-Klemm-Str. 10, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, D Münster, Germany 2 Institut für Maschinenelemente, Konstruktion und Tribologie, Welfengarten 1A, Universität Hannover, D Hannover, Germany 3 Central Facility for Electron Microscopy, Ahornstrasse 55, RWTH Aachen University, D Aachen, Germany 4 CRP Gabriel Lippmann, Département SAM, 41, rue du Brill, L-4422 Belvaux, Luxembourg now at: Schaeffler KG, Georg-Schäfer-Str. 30, D Schweinfurt, Germany Kontakt: U.Gunst@uni-muenster.de The chemical composition and the structure of boundary layers generated under the influence of different grease additive formulations in high-speed angular contact ball bearings made of steel SAE were analyzed by time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS), double focusing magnetic sector SIMS (DF- SIMS), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), Auger electron spectroscopy (AES) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). In comprehensive ToF-SIMS investigations, the effects of the exclusively to the grease additive formulations added primary antioxidants on the composition and the structure of tribologically formed boundary layer systems and the associated tribological overall systems were studied and correlated with the results of tribological performance tests. Boundary layers of tested bearings, with operation time values that are conform to the determined lubricant service life values F50, were subjected to a multi-technique surface-analytical characterization. The ToF-SIMS research shows that evolution and kind of the adsorption behaviour of molecular antioxidant structures versus the operation time have a distinct impact on wear and boundary layer formation processes. Those of the boundary layer structures correlated to high grease service life values and low wear comprise protective surface layers and incorporations originated from constituents of the grease additive formulations used. Thin cross sections prepared by focused ion beam (FIB) technique revealed differences of the inside structures and compositions of the outer and inner boundary layers for the investigated tribological systems. The boundary layer characterization by ToF-SIMS and by the complementary surface analysis methods used reveals that the primary antioxidants used are surfaceactive molecular substances with different acting mechanisms resulting in wear protection by surface passivation or in enhanced wear by detergent mechanisms and a correlated combination of tribo-oxidation / wear processes. The operational performance properties of the tested systems were strongly affected by the lubricant additive formulations used via their varied antioxidant constituents. 37

38 KV6 Wechselwirkung von Schmierstoffen mit Stahloberflächen unter tribologischer Belastung Adam Orendorz 1, Marius Kuhn 1 1 Klüber Lubrication München KG, Geisenhausenerstraße 7, München Kontakt: adam.orendorz@klueber.com Anforderungen von Seiten der Industrie an die Laufzeiten von Maschinen steigen stetig. Zusätzlich nimmt häufig im Zuge des Wunsches nach immer höheren Ausbeuten / eines effizienteren Betriebes die mechanische und thermische Belastung auf einzelne Bauteile dieser Maschinen zu. Im Falle des Einsatzes von Schmierstoffen übertragen sich die gestiegenen Anforderungen an die Maschine zwangsläufig auf das verwendete Öl oder Fett. Die Funktionsweise des Schmierstoffes geht dabei weit über die bloße Trennung zweier sich gegeneinander bewegender Körper durch den Aufbau eines Schmierfilms hinaus. Durch die Zugabe spezieller chemischer Verbindungen zum Grundschmierstoff sogenannter Additive werden u.a. die Oberflächen der Reibpartner gezielt chemisch verändert, sodass der Verschleiß reduziert oder höhere Drucklasten auf die Bauteiloberflächen ausgeübt werden können. Im Rahmen dieses Beitrages wird vorgestellt, wie mittels moderner oberflächenanalytischer Messmethoden topografische, chemische und strukturelle Änderungen von Stahloberflächen im Zuge von tribologischen Belastungen nachgewiesen und wie diese Änderungen in einen unmittelbaren Zusammenhang mit den verwendeten Schmierstoffkomponenten gebracht werden können. An exemplarischen Beispielen wird gezeigt, wie damit die Wirkungsweise von Schmierstoffen mit Stahloberflächen nachvollzogen werden kann und wie diese Erkenntnisse für die Produktentwicklung und die Schadensanalyse genutzt werden können. 38

39 KV7 Optimierung der Verbundeigenschaften ultraschallgeschweißter Aluminium/CFK-Verbunde durch Modifikation der Oberfläche und Nutzung hochauflösender Analytik F. Balle 1, S. Emrich 2, A. Brodyanski 2, M. Kopnarski 2, G. Wagner 1, D. Eifler 1 1 Lehrstuhl für Werkstoffkunde (WKK), TU Kaiserslautern, Gottlieb-Daimler-Straße, Kaiserslautern 2 Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik (IFOS) GmbH, Trippstadter Straße, Kaiserslautern Kontakt: balle@mv.uni-kl.de Faserverstärkten Kunststoffen, wie beispielsweise GFK und CFK, kommt im Leichtbau bewegter Massen eine besondere Bedeutung zu, da diese Werkstoffe bei einer geringen spezifischen Dichte gleichzeitig eine hohe Festigkeit und Steifigkeit aufweisen. Leichtbau ist zunehmend schwieriger alleine durch Werkstoffe zu realisieren, da die vollständige Substitution metallischer Strukturen beispielsweise aus Temperaturbedingungen oftmals nicht möglich ist. Vielmehr sind leichtere Konstruktionen ebenso durch unterschiedliche Fertigungstechnologien und Konstruktionsprinzipien erreichbar. Zur Realisierung optimaler Konstruktionen bieten sich Mischverbundbauweisen (Multi-Material-Design) an, um in den individuell vorliegenden Anwendungsfällen die geeigneten Werkstoffgruppen einzusetzen. Die Verbindung von faserverstärkten Kunststoffen (FKV) mit metallischen Komponenten zu hybriden Leichtbaustrukturen setzt geeignete Fügeverfahren voraus. Im Rahmen der DFG-Forschergruppe 524 konnte am WKK sowie am IFOS der TU Kaiserslautern reproduzierbar nachgewiesen werden, dass mittels Metall-Ultraschallschweißverfahren hybride Verbindungen zwischen FVK und Leichtmetallen erzeugt werden können. Am Beispiel der C-Faser-Kunststoff-Verbunde mit PA66- und PEEK-Matrix sowie der Aluminiumknetlegierung AlMg3 als metallischem Fügepartner wird das Potential dieser Pressschweißtechnik aufgezeigt. Die Fügezonenausbildung erfolgt beim Metall-Ultraschallschweißen zunächst durch eine Plastifizierung und radiale Verdrängung der polymeren Matrix des CFK aus der Fügezone. Anschließend bewirkt die hochfrequente transversale Ultraschallschwingung eine Verschweißung zwischen dem metallischen Fügepartner und den lasttragenden Fasern des Verbundwerkstoffs. Wesentliche Vorteile der Ultraschallschweißtechnologie sind die weit unterhalb des Schmelzpunktes des metallischen Fügepartners liegenden Prozesstemperaturen von maximal 350 C bei Schweißzeiten unterhalb von 4 Sekunden für AlMg3/CF- PA66-Verbunde mit Verbundfestigkeiten von 31,5 MPa im walzblanken Anlieferungszustand der Aluminiumlegierung. Zur Erzielung hoch beanspruchbarer Werkstoffverbunde wurde die Oberfläche der metallischen Fügepartner mechanisch durch Korundstrahlen sowie chemisch durch Beizen in konzentrierter Salpetersäure am IFOS vorbehandelt sowie die Prozessgrößen Schwingungsamplitude, Schweißkraft und Schweißenergie mittels statistischer Versuchsmethoden am WKK optimiert. Auf diese Weise konnten bereits Verbundfestigkeiten von bis zu 54 MPa erzielt werden. Neben den quasistatischen Eigenschaften führt die gezielte Oberflächenvorbehandlung zudem zur deutlichen Verbesserung technologischer Eigenschaften, wie der Alterungscharakteristik in Normal und Feuchtklima. Während bei walzblanken Verbunden bereits nach weniger als 4 Tagen ein erheblicher Festigkeitsverlust festzustellen ist, verbleibt die Verbundfestigkeit für oberflächenvorbehandelte Verbunde nahezu auf dem erreichten Niveau. Anhand licht-, raster- und transmissionselektronenmikroskopischer Untersuchungen sowie mittels spektroskopischer und optischer Messmethoden werden in diesem Beitrag die Oberflächenzustände der Aluminiumlegierung vor dem Schweißprozess detailliert beschrieben sowie Untersuchungsergebnisse zur Klärung der Bindungsvorgänge beim Ultraschallschweißen von Hybridverbunden vorgestellt. Die diffizile Präparation der TEM-Lamellen zur Charakterisierung der Fügezone der ultraschallgeschweißten Al/CFK- Verbunde erfolgte mittels FIB-Technik und lift-out-methode am IFOS. Die bisherigen Ergebnisse eröffnen u.a. Anwendungspotentiale im Bereich der Verkehrstechnik wie beispielsweise bei der Fertigung von Außenhautstrukturen sowie bei der Entwicklung moderner Leistungssportgeräte. 39

40 KV8 XPS-Untersuchungen zum Einfluss einer Vorbehandlung von Polymersubstraten auf die Lackhaftungseigenschaften Jens Sicking, Sebastian Hellweg Bayer Technology Services GmbH, PT-MT-MCT Surfaces Characterization, Leverkusen Kontakt: Mittels Spritzguss hergestellte Formteile werden zum Erreichen von UV-Stabilität und Kratzfesteigenschaften in vielen Fällen durch das Auftragen einer zusätzlichen Lackschicht geschützt. Zur Verbesserung von Lackhaftungseigenschaften findet häufig eine Vorbehandlung der zu lackierenden Oberfläche, z.b. mit Plasma, statt. Die Kenntnisse über den Zustand der während der Lackierung in Wechselwirkung tretenden Grenzflächen sind dabei von großer anwendungstechnischer Bedeutung. Am Beispiel der Plasma-Vorbehandlung von Polycarbonat-Folien wird gezeigt, welche Modifikationen der Polymeroberfläche resultieren können und wie sich diese letztlich auf die Lackhaftung auswirken. Durch die Nutzung eines Verbundes unterschiedlicher Messmethoden wurden hierfür neben topographischen vor allem chemische Veränderungen an der Oberfläche und ihre Zeitstabilität untersucht. Insbesondere anhand von Untersuchungen mittels X-ray Photoelectron Spectroscopy (ESCA/XPS) konnten die durch eine Vorbehandlung entstehenden chemischen Veränderungen im oberflächennahen Bereich des Polymers erfasst und dargestellt werden. Als ein Ergebnis ließen sich im Bereich der Grenzschichten und der interpenetrierenden Zwischenschicht Anreicherungen einzelner Lackbestandteile und ihre Diffusion in die Polymermatrix nachweisen. Auf Grundlage dieser Beobachtungen konnten schließlich Aussagen zum vorherrschenden Haftungsmechanismus und zur Wirkungsweise der verwendeten Vorbehandlung abgeleitet werden. 40

41 KV9 Untersuchung der Adsorption von Pyridin auf Platinoberflächen mittels in-situ Photoelektronenspektroskopie C. Wöckel 1, S. Wickert 1, K. Fischer 1, S. Streber 2, R. Denecke 1 1 Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität Leipzig, Linnéstr. 2, Leipzig 2 Physikalische Chemie II, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Egerlandstr. 3, Erlangen Kontakt: denecke@uni-leipzig.de Hochauflösende und zeitabhängige Röntgenphotoemission (XPS) erlaubt es, Adsorptions- und Reaktionsprozesse in-situ zu verfolgen. Aus den erhaltenen Daten können adsorbierte Spezies sowie Zwischen- und Endprodukte bestimmt und quantitativ analysiert werden. Zeitabhängige Daten ermöglichen auch die Bestimmung kinetischer Parameter. Wir wenden diese Methode auf die Adsorption von Pyridin-Molekülen auf glatten und regelmäßig gestuften Platinoberflächen an. Dazu werden auf Pt(111) und Pt(355) letzteres mit (111) orientierten Terrassen und (111) orientierten Stufenfacetten C 1s und N 1s Rumpfniveaudaten während der Adsorption bei unterschiedlichen Temperaturen vermessen. Außerdem können die Entwicklungen der Rumpfniveaus während des gezielten Aufheizens der Schichten mit fester Heizrate verfolgt werden (diese Methode wird temperatur-programmiertes XPS genannt), um die thermische Zersetzung der Moleküle zu untersuchen. Die Experimente wurden an der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II in Berlin durchgeführt. In der Literatur wird eine bedeckungsabhängige Umorientierung der Pyridin- Moleküle auf Pt(111) berichtet [1]. Während bei 300 K eine aufrechtstehende Spezies postuliert wird, findet bei niedrigen Temperaturen ein Wechsel von einer liegenden zu einer stehenden Geometrie bei höheren Bedeckungen statt. Auch wir beobachten bestimmte Veränderungen in den Rumpfniveau-Bindungsenergien und Intensitäten. Während für Adsorption bei 200 K nur eine starke N 1s Linie für alle Bedeckungen zu sehen ist, findet bei 300 K ein Übergang von zunächst zwei zu einem spektralen Beitrag statt. Dieser Beitrag erscheint dann allerdings bei höheren Bindungsenergien als der bei 200 K. Ähnliche Veränderungen sind auch in temperaturabhängigen Daten nachweisbar und signalisieren unterschiedliche Orientierungen und thermische Zersetzungen. Das Vorhandensein von Stufen verändert die Situation dramatisch. Es ändern sich sowohl Adsorptionsgeometrien als auch Reaktionsverläufe. Eine zusammenfassende Auswertung ermöglicht Aussagen über das Reaktionsverhalten auf Pt-Oberflächen. [1] S. Haq, D.A. King, J. Phys. Chem. 100 (1996)

42 KV10 Grenzflächenuntersuchungen von metallischem Kobalt auf den organischen Halbleitern Kupfer- und Eisenphthalocyanin mittels Infrarot- und Photoelektronenspektroskopie F. Schmitt, J. Sauther, Y. Smets, S. Lach und Ch. Ziegler Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern Kontakt: Das Forschungsgebiet der organischen Spintronik beschäftigt sich mit der Nutzung des Elektronenspins anstelle bzw. zusätzlich zur Ladung des Elektrons als Informationsträger und kombiniert die hohe Flexibilität und Variationsvielfalt von organischen Halbleitermaterialien mit einem zusätzlichen Freiheitsgrad. Deshalb ist die aktive Kontrolle und Manipulation dieser Spinfreiheitsgrade für die Herstellung und Entwicklung zukünftiger elektronischer Bauelemente von besonderer Bedeutung. Als mögliche Top-Kontakt-Elektroden für sog. Spinvalves bieten sich ferromagnetische Metalle wie Eisen, Nickel und Kobalt auf Grund ihrer spinpolarisierten Leitungselektronen an. Die notwendige Erzeugung der Top-Kontakte auf den organischen Halbleiterschichten, deren geometrischen und elektronischen Eigenschaften für die Leistungsfähigkeit der spintronischen Bauteile entscheidend sind, erfolgt häufig durch Aufbringen der entsprechenden ferromagnetischen Metalle in Vakuumkammern. Dies motiviert zu Untersuchungen der Grenzfläche zwischen ferromagnetischem Kobalt auf Kupfer- (CuPc) bzw. Eisenphthalocyanin (FePc). Gezeigt werden Photoemissions- (UPS, XPS und IPES) und IR-Untersuchungen an Proben mit einer sukzessiv steigenden Kobaltbedeckung. Diese zeigen Hinweise auf chemische Reaktionen an der Grenzfläche. So kann sowohl eine Oxidation des Kobalts als auch eine Reduktion der Kupferatome in der Grenzschicht Co/CuPc nachgewiesen werden. Des Weiteren erfolgt eine Diffusion des Kobalts in die Schichten des organischen Substrats und eine Bildung von Kobaltclustern innerhalb der Grenzfläche. 42

43 KV11 Vom Einzelmolekül zur komplexen Grenzflächenwechselwirkung: Verknüpfung von Molekül/Festkörper-Rechenverfahren und photoelektronischer Grenzflächenanalytik am Beispiel offenschaliger organischer Halbleitermoleküle für den spininjektions optimierten Einsatz an ferromagnetischen Kontaktflächen M. Vogel 1, J. Sauther 3, F. Schmitt 1, P. Oppeneer 2, S. Lach 1, Ch. Ziegler 1 1 Fachbereich Physik TU Kaiserslautern 2 Department of Physics and Astronomy, University of Uppsala Schweden 3 Firma OMNIVAC Kaiserslautern Kontakt: lach@physik.uni-kl.de Der Einsatz von offenschaligen (open shell) organischen Halbleitern (OHL) in Kontakt mit ferromagnetischen Kontakten ist ein vielversprechender Weg zur Optimierung der spinselektiven Ladungsträgerinjektion durch die Grenzfläche. Dabei zeigt sich schon bei der spektroskopischen Behandlung des OHL, dass eine einfache Interpretation solcher offenschaliger Systeme nicht trivial ist und somit eine vollständige experimentelle und theoretische Analyse des Systems vom Einzelmolekül hin zum eigentlichen Grenzflächensystem unerlässlich ist. In diesem Beitrag wird gezeigt, dass die ungewöhnliche, in der Literatur kontrovers diskutierte elektronische Struktur des Einzelmoleküls mit den hier verwendeten Rechenverfahren und den gemessenen Gasphasen- und Festkörper- Photoelektronenspektren aufgeklärt werden kann. Die Informationen aus der Betrachtung der Einzelmoleküle wurde in einem weiteren Schritt mit geeigneten festkörperphysikalischen Rechenverfahren kombiniert um das Adsorbatverhalten dieser Moleküle auf einem ferromagnetischen Modellsubstrat mit bekannt hoher Spinpolarisation (Kobalt) zu untersuchen. Dabei wurde besonders auf die Simulation von Photolekelektronenspektren mit unterschiedlicher Anregungsenergie besonderen Wert gelegt. Die Analyse solcher Spektren auf der Basis wellenlängenabhängiger Wirkungsquerschnitte, ist eine enorm hilfreiche Methode für die Interpretation von photoelektronischen Messungen an metallorganischen Komplexen und deren Wechselwirkung mit metallischen Substraten. Die so gewonnenen Daten zeigen ein durch die besonderen elektronischen Eigenschaften des OHL dominiertes Verhalten und bieten damit eine Möglichkeit der Optimierung der spinpolarisierten Ladungsträgerinjektion an der Grenzfläche Ferromagnet/OHL. 43

44 KV12 Untersuchung von Na + Inkorporation in dünne nichtleitende Schichten mittels ToF-SIMS Stefan Krivec 1,2, Michael Buchmayr 3, Thomas Detzel 3, Herbert Hutter 2 1 KAI - Kompetenzzentrum Automobil- und Industrieelektronik GmbH, Europastraße 8, 9524 Villach, Austria 2 Department of Chemical Technologies and Analytics, Vienna University of Technology, Getreidemarkt 9, 1060 Vienna, Austria 3 Infineon Technologies Austria AG, Siemensstraße 2, 9500 Villach, Austria Kontakt: h.hutter@tuwien.ac.at Die Untersuchung von Na + Transportvorgängen in dünnen Schichten von nichtleitenden Materialien liefert wichtige Informationen für die Halbleiterindustrie. Solche Materialien finden dabei breite Anwendung wie z.b. als Gateoxid oder Barriereschicht. In einer vorangegangenen Arbeit wurde ein Konzept zur spannungsunterstützten Inkorporation von Na + Ionen aus einem extern aufgebrachten, mit Natriumtriflat (NaOTf) kontaminierten PMMA Film in darunterliegendes SiO 2 vorgestellt [1]. Durch Tiefenprofilierung mittels Flugzeit Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS) konnten Na + Ionen nach der Inkorporation selektiv im SiO 2 lokalisiert und quantifiziert werden. In der vorliegenden Arbeit wurden darauf basierende weiterführende Untersuchungen durchgeführt: Zum einen wurde die Methode auf nichtleitende Schichten mit unterschiedlichem N-Gehalt (Si 3 N 4 und SiO x N y ) angewendet und mit SiO 2 verglichen. Die Fähigkeit dieser Schichten den Transport von Na + während der spannungsgetriebender Inkorporation zu blockieren, konnte anhand ToF-SIMS Tiefenprofilierung in Korrelation mit dem vorhandenen N-Gehalt gesetzt werden. Ein weiterer Teil dieser Arbeit behandelt das Inkorporationsverhalten in dünne nichtleitende Schichten auch in Hinblick auf quantitative Aspekte. Anhand eines geeigneten physikalisch-chemischen Modelles konnte der Eintritt von Na + aus der PMMA Matrix in das darunterliegende Material thermodynamisch beschrieben werden. Der Einfluss der Parameter Na + Konzentration, externe Spannung und Temperatur werden dabei anhand experimenteller Daten besprochen. [1] S. Krivec, M. Buchmayr, Th. Detzel, M. Nelhiebel, H. Hutter, Surf. Interface Anal. (2010), 42(6-7),

45 KV13 Wasserstoffbestimmung in Stahl mit Hilfe der Glimmentladungsspektroskopie (GD-OES) ist das möglich? Simone Weyler 1, Arne Bengtson 2 1 ThyssenKrupp Steel Europe, Eberhardstraße 12, Dortmund, Germany 2 SwereaKIMAB, Drottning Kristinas väg 48, Stockholm, Sweden Kontakt: simone.weyler@thyssenkrupp.com Wasserstoff kann in Stählen zu schwerwiegenden Veränderungen der mechanischen Eigenschaften führen. Ein Teil des Wasserstoffs ist im Metallgitter eingelagert, ein anderer Teil lagert sich bevorzugt an Korngrenzen oder Fehlstellen ab und führt zu inneren Spannungen oder sogar Rissen im Werkstoff. Die Wasserstoffbestimmung in Stahl ist daher ein wesentlicher Bestandteil der aktuellen Forschung in der Stahlindustrie. Verschiedene Techniken zur Analyse von Wasserstoff in Stahl werden bereits angewandt. Die am häufigsten eingesetzte Methode ist die Heißextraktion. Ortsaufgelöste Messungen sind mit diesem Verfahren jedoch nicht möglich, lediglich der Gesamt-Wasserstoffgehalt freigesetzt durch Aufheizen der Probe auf nahezu beliebige Temperaturen bis hin zum Aufschmelzen kann bestimmt werden. Insbesondere eine tiefenaufgelöste Messung wäre jedoch von Vorteil, um anwendungsnahe Schichtsysteme zu untersuchen. Als schnelles und robustes Analyseverfahren hat sich die GD-OES in zahlreichen Anwendungen bewährt. Die GD-OES bietet prinzipiell vom Verfahren her die Möglichkeit, Wasserstoff auch tiefenaufgelöst sowie mit hoher Empfindlichkeit zu bestimmen. Die Analyse der Wasserstoffverteilung in beschichteten Materialien könnte nützliche Informationen über die Herkunft des Wasserstoffs in Stahlprodukten liefern. Eine genaue Bestimmung und Tiefenprofilierung des Wasserstoffs mit Hilfe der GD-OES ist jedoch schwierig, vielfältige Probleme tauchen hierbei auf: Unzureichende Verfügbarkeit von Referenzmaterialien erschweren eine Quantifizierbarkeit. Der Einfluss von Wasserstoff auf Intensitäten anderer Analyseelemente, welcher wiederum stark von den verwendeten Plasmaparametern abhängt, erzeugt ebenfalls Fehler in der quantitativen Analyse. Die Diffusion von Wasserstoff während des Sputterprozesses spielt eine entscheidende Rolle, selbst bei Materialien mit ähnlicher Grundmatrix. Ein qualitativer Vergleich mit Bestimmung des diffusiblen und totalen Wasserstoffgehalts mittels Heißextraktion liefert dabei bestätigende Ergebnisse. Neue systematische Untersuchungen dieser Problemstellungen sowie Möglichkeiten und Einschränkungen für die Eignung der GD-OES als Wasserstoff- Analyseverfahren sollen in diesem Vortrag vorgestellt werden. 45

46 KV14 Untersuchungen zur Wasserstoff-Aufnahme durch Ionenbeschuss-funktionalisierte Metallhydrid-Oberflächen Mark Schülke 1, Hubert Paulus 2, Gábor Kiss 3,Martin Lammers 2, Karl-Heinz Müller 1,2 1 Fachhochschule Südwestfalen, Abt. Soest, Lübecker Ring 2, Soest, Deutschland 2 Institut für Technologie- und Wissenstransfer (TWS), Lübecker Ring 2, Soest, Deutschland 3 Technische Universität Budapest, Atomphysikalisches Institut, H-1111 Budapest, Budafoki út 8, Ungarn Kontakt: m.schuelke@fh-swf.de Wasserstoff als Energieträger gewinnt zunehmende Bedeutung im Rahmen einer nachhaltigen Energiewirtschaft. Neben der Erzeugung reinen Wasserstoffs und seiner effektiven energetischen Nutzung stellen seine Speicherung und sein Transport technische Herausforderungen dar. Die reversible chemische Speicherung in Metallhydriden ist in diesem Zusammenhang für viele Anwendungen eine vielversprechende Methode. Bei der Absorption des Wasserstoffs in das Metallvolumen spielen Oberflächenprozesse wie Physisorption und Chemisorption als Teilschritte der Gesamtreaktion eine entscheidende Rolle. Auf der anderen Seite kann über diese Mechanismen auch an der Oberfläche und im oberflächennahen Bereich zusätzlich Wasserstoff in hoher Konzentration gespeichert werden. Voraussetzung dafür ist eine Aktivierung der Oberfläche durch Sputtering und Heizvorgänge. Die Thermische Desorptionsmassenspektrometrie (TDMS) erlaubt eine Quantifizierung des Wasserstoffgehalts in Metallproben. Am Beispiel einer kommerziellen Metallhydrid- Legierung vom Typ TiMn 2 wird gezeigt, wie verschiedene Einflussgrößen die Aufnahme von Wasserstoff im Oberflächenbereich bestimmen. So zeigt sich, dass eine Aktivierung der Oberfläche durch Ionenbeschuss und Heizen diese Aufnahme ermöglicht und vor jedem Adsorptionszyklus durchgeführt werden muss. Durch Sputtering induzierte Adsorptionsplätze scheinen eine entscheidende Rolle für den Prozess zu spielen, und man kann insofern von einer Funktionalisierung der Ober-fläche sprechen. Die vor der Wasserstoff-Exposition applizierte Sputterdosis beeinflusst stark die aufgenommene Menge, während z.b. der Wasserstoffdruck praktisch keine Rolle spielt. Ebenfalls mit TDMS wird der Einfluss von adsorbiertem Sauerstoff auf die Wasserstoffadsorption untersucht. Dieses Thema ist von praktischer Bedeutung u.a. im Zusammenhang mit der Lebensdauer von Metallhydriden, die durch Restgas-Verunreinigungen während des Betriebs verkürzt werden kann. In den TDMS-Untersuchungen wird gezeigt, dass Sauerstoff-Exposition zu einer Passivierung der Oberfläche hinsichtlich der Wasserstoff-Adsorption führt, abhängig von der applizierten Sauerstoffdosis. Mittels Sekundär-Neutralteilchen-Massenspektrometrie (SNMS) kann darüber hinaus eine durch den an der Oberfläche adsorbierten Sauerstoff induzierte Segregation beobachtet werden, die zu einer Anreicherung von Titan und Zirkon führt, den beiden Haupthydridbildnern in der Legierung. 46

47 KV15 Bestimmung der Mikrostruktur von Kohlenstoff-basierten Nanokompositschichten S. Ulrich, M. Stüber, H. Leiste, C. Ziebert Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, Eggenstein-Leopoldshafen Kontakt: Die Entwicklung von reibungsarmen Verschleißschutzschichten mit weiteren maßgeschneiderten Eigenschaften ist unter anderem für die Beschichtung von Komponenten im Automobilbereich von großer Bedeutung. Hierbei weisen insbesondere die Kohlenstoff-basierten Nanokompositschichten mit ihrem nanoskaligen Materialdesign ein besonders hohes Potential auf. Sie sind in der Regel aus einem nanokristallinen Hartstoff und einer amorphen Kohlenstoffphase, die auch Wasserstoff enthalten kann, aufgebaut und können mittels PECVD- und PVD-Verfahren synthetisiert werden. Die Modellierung bestimmter Fragestellungen sowie die Ermittlung der Konstitution, bei der mehrere analytische Verfahren wie Mikrosonde, XRD, TEM, HRTEM und XPS sowie Infrarotund Raman-Spektroskopie kombiniert werden müssen, stellen große wissenschaftliche Herausforderungen dar. Dies wird an den zwei- und vierkomponentigen Nanokompositsystemen TiC/a-C und (Ti,Al)(C,N)/a-C detailliert behandelt und in einen größeren materialwissenschaftlichen Zusammenhang gestellt. 47

48 KV16 Chemical State Imaging von Nanocones mittels Auger Electron Spectroscopy 1 Wolfgang Betz, 2 Sankar Raman, 2 Dennis Paul und 2 John Hammond 1 Physical Electronics, Inc., Am Berg 4, Frickenhausen a. Main, Germany 2 Physical Electronics, Inc Lake Drive East, Chanhassen, Minnesota, USA Kontakt: wbetz@phi.com Forschung auf dem Gebiet der Nanotechnologie gewinnt zunehmend an Bedeutung. Neben hochauflösenden, vorwiegend abbildenden Methoden wie TEM ist es von enormer Wichtigkeit, auch die Wachstumsmechanismen und die chemische Struktur dieser neuen Materialien im Detail zu verstehen. Scanning Electron Beam Technologien, insbesondere auch in Verbindung mit Scanning Auger Spectroscopy, bieten dabei die Möglichkeit nicht nur Abbildungen dieser Nanostrukturen zu erhalten, sondern gerade auch eine Charakterisierung und Elementzusammensetzung durchzuführen. Um die Aussagekraft der Auger Analysen zu erhöhen, wurden hohe Energieauflösung und höchste Ortsauflösung von weniger als 6 nm mit dem Zylinderspiegelanalysator kombiniert. In dieser Präsentation werden wir die einzigartigen Vorteile dieser Geometrie an verschiedenen Proben erläutern. Am Beispiel der Untersuchung des Wachstumsverhaltens der Nanocones werden die Möglichkeiten der Auger Analyse näher untersucht, gerade auch um die unterschiedlichen Strukturen und Zusammensetzung der Nanocones, die mittels PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) erzeugt worden sind. Quantitative Analyse wie auch die Identifizierung der verschiedenen chemischen Bindungszustände konnte trotz der vertikal orientierten Nanocones durchgeführt werden. Diese Ergebnisse haben dazu beigetragen, die Wachstumsmechanismen der Nanocones näher zu verstehen. 48

49 KV17 ToF-SIMS analysis of glass fibre cloth for printed circuit board manufacturing Michael Haag 1, Johannes Windeln 1, Michael Wahl 2 1 IBM Technology Center ISC EMEA, Hechtsheimer Str. 2, Mainz 2 IFOS GmbH, Trippstadterstr. 120, Kaiserslautern Corresponding author: mhaag@de.ibm.com Today s hi-tech printed circuit boards (PCBs) with their ever increasing component packing densities and layer numbers are challenging the base materials with huge amounts of mechanical and thermal stress, further aggravated by the higher melting temperatures of the lead-free solders being enforced by environmental legislation in recent years. Woven fibreglass cloths are by far the most common reinforcement used in PCB base materials. Their yarn is supposed to be coated with a Silane coupling agent designed to improve the bond between the glass filaments and the specific resin matrix soaking the reinforcement cloth. The surface preparation of glass fibre cloths used in PCB manufacturing was analyzed by means of ToF-SIMS in order to get a better understanding of the reasons for the observed poor glass surface wetting and the weak adhesion of the resin matrix to the yarn respectively. These are the major root causes for a number of PCB failure symptoms of mechanical nature such as delamination or cracks as well as of electrical nature such as CAF (copper anodic filament) or IR (internal resistance) as a result of cracks. The ToF-SIMS analyses reveal that the surface finish with adhesion promoting Silanes claimed by glass cloth suppliers is far from being ideal. In fact no Silane related secondary ion species were found even though these species can easily be detected by ToF-SIMS if present on the surface. In contrary to expectations huge amounts of medium sized hydrocarbon species were verified. These most likely represent a mixture of adsorbates from the ambient and residues from the fibre sizing and the related cleaning process. The sulphates and phosphates found as well may support the assumption of the application of organic solvents together with tensides in the priming process. The analyses results are used to derive recommendations for the glass cloth suppliers in order to improve the efficiency of their Silanation process. They give strong indications for Silane polymerization having taken place in solution due to disproportionate use and/or the lack of temperature control as reported by prepreg suppliers. Other than the strong chemisorption of Silane monomers individually attached to the glass surface in an ideal process these Silane agglomerates are only weakly bonded to the glass without any specific surface reaction and easily wiped away during further processing. 49

50 KV18 Advanced colloidal lithography for sub-100 nm lift-off structures Nico Homonnay, Nadine Geyer, Bodo Fuhrmann, Hartmut S. Leipner Interdisziplinäres Zentrum für Materialwissenschaften, Martin-Luther-Universität Halle Wittenberg, Halle Corresponding author: Colloidal lithography is widely used for the fabrication of regularly structured layers of different materials in the nm-range by using bottom up or top down approaches for various applications, e.g. in the field of nanowire growth or for sensor applications [1,2,3]. Large areas of a patterned mask can easy be fabricated by depositing a mono- or bilayer of monodisperse spherical polymer particles on the substrate. Modification of this colloidal mask yields to an extended range of applications. Approaches for Si nanowire fabrication and plasmonic structures will be shown. In this work, examples for the formation of thin metal layers with regularly arranged sub-100 nm holes based on isotropic etching of polystyrene particle arrays in oxygen plasma, metal deposition and lift-off are shown. In classical liftoff processes, the maximum metal layer thickness is limited by the resist thickness, which corresponds to the remaining particle diameter of the particles after etching in our process of colloidal lithography. By adding a sacrificial layer of optimized thickness, it has been possible to fabricate regularly arranged pillars with a defined undercut and aspect ratios of up to 5, which have been used in the subsequent step as a mask for advanced lift-off and reactive ion etch processes. The characterization of the different structures fabricated have been carried out by environmental scanning electron microscopy, analytical electron microscopy, ellipsometry and surface plasmon resonance measurements. [1] H. W. Deckman, J. H. Dunsmuir, Appl. Phys. Lett. 41, 377 (1982) [2] J. C. Hulteen, R. P. Van Duyne, J. Vac. Sci. Technol. A 13, 1553 (1995) [3] B. Fuhrmann, H. S. Leipner, H.-R. Höche, L. Schubert, P. Werner, U. Gösele, Nano Lett. 5, 2524 (2005) 50

51 KV19 Multidimensionale Tiefenprofilcharakterisierung von Oberflächen und Grenzflächen von dünnen und dicken Schichten Christophe Deraed 1, Rainer Nehm 1, Agnès Tempez 2, Patrick Chapon 2 1 HORIBA Jobin Yvon GmbH, Hauptstraße 1, Unterhaching - Germany 2 HORIBA Jobin Yvon SAS, rue du Canal, Longjumeau - France Kontakt: christophe.deraed@horiba.com Funktionale mehrschichtige Systeme wie sie z. B. durch die PVD-Technologie erzeugt werden besitzen oftmals eine Schichtdicke von nur wenigen Nanometern. Zur Oberflächenanalyse genutzte Techniken wie die XPS, AES oder TOF-SIMS besitzen zwar eine hohe Empfindlichkeit, sind aber nur eingeschränkt nutzbar für die Analyse von ultradünnen Schichten. Zur Charakterisierung von eingelagerten Schichten oder Grenzflächen werden oftmals mehrere Techniken kombiniert und diese noch mit der SEM/TEM ergänzt. Aber es gibt Techniken, die eine direkte Analyse der chemischen Zusammensetzung als Funktion der Tiefe ermöglichen. Sie besitzen eine Tiefenauflösung im nm-bereich und ermöglichen die Analyse sowohl dünner als auch dicker Schichten. Diese Techniken beruhen auf dem schnellen Abtrag ( sputtern ) von einem großen Bereich von einigen Quadratmillimetern der zu untersuchenden Probe durch ein Niedrigenergieplasma mit einer hohen Dichte (10E14). Die einzigartigen Charakteristika des Plasmas erlauben einen hohen Abtrag des Materials (2 10 nm/s) unter schonenden Bedingungen (die auf die Probe auftretenden Teilchen besitzen im Durchschnitt eine Energie von etwa 50 ev). Es konnte gezeigt werden, dass dieses Plasma mit großen Vorteilen als Probenvorbereitungsmethode für die SEM/TEM genutzt werden kann. Wenn dieses Plasma mit optischen Systemen (OES) gekoppelt wird so spricht man von der der GD-OES, welche eine etablierte Methode zur Analyse von Schichten ist. Allerdings kann diese Plasmaquelle auch mit der Flugzeitmassenspektrometrie (TOF-MS) gekoppelt werden (P 2 IMS Plasma Profiling Ion Mass Spectrometry). Beide Varianten besitzen eine gepulste Radiofrequenzanregung, die die Analyse sowohl von leitenden als auch nicht leitenden Schichten erlaubt. Sie nutzen die Vorteile der exzellenten Charakteristika dieser Anregungsquelle für eine verbesserte Tiefenprofilauflösung sowie für eine verminderte thermische Belastung der Probe aus. Der Einsatz der TOF-MS besitzt darüber noch den großen Vorteil der zeitaufgelösten Messung. Dies ist besonders wichtig, da Ionensignale in der Auslöschungsphase des Plasmas (Radiofrequenzanregung ist abgeschaltet) extrem verstärkt werden. Diese Phase wird auch als afterglow region bezeichnet. Diese Region, in der auch Molekülinformationen generiert werden, ist besonders interessant bei der Charakterisierung von Polymeren. Diverse Applikationen aus verschiedenen Anwendungsgebieten wie Metallurgie oder Fotonik, Fotovoltaik, organischen elektronischen Bauteilen oder der Halbleiterindustrie werden vorgestellt. Sie zeigen die erweiterten Möglichkeiten und Einsatzgebiete dieser neuen Technik auf. 51

52 KV20 Depth Profiling of Organic Materials under Optimized Ion Beam Conditions S. Kayser, D. Rading, R. Moellers, F. Kollmer, W. Paul, E. Niehuis ION-TOF GmbH, Heisenbergstr. 15, D Muenster, Germany Corresponding author: In recent years the development of sputter depth profiling of organic materials has made rapid progress. In particular, the use of a high energy C 60 cluster ion beam for sputtering has drawn considerable interest [1-3]. However, it was also been demonstrated that a variety of organic compounds could not be profiled in a satisfactory way, as characteristic molecular secondary ion signals were lost under high dose cluster ion bombardment [4-6]. In a number of studies various approaches were applied in order to overcome this problem. These approaches included sputtering at low incident angles [7], sputtering with low energy Cs ions [8], cooling or heating of the sample [5,9,10] and using alternative cluster ion sources such as massive argon clusters [11]. As a suitable sample for more detailed studies on properties, such as depth resolution, was not available, most of the work so far was of phenomenological kind, i.e. it was checked whether characteristic organic signals survived the sputter process. In this contribution, we investigate the influence of sputtering and analysis beam conditions on the signal intensity of characteristic high-mass molecular ions under high primary ion flux. For this purpose a series of primary ion species (C 60, Bi n, Cs) was applied at various energies and angles. In a second step an Irganox multilayer sample introduced by NPL [10] was used to investigate the influence of energy and angle of a C 60 sputter beam as well as the influence of sample rotation on depth resolution, constancy of the sputter rate and quantification possibilities in organic depth profiling. [1] N. Winograd, Anal. Chem. 2005, April 1, 143A-149A [2] J. Cheng, A. Wucher and N. Winograd, J. Phys. Chem B. 2006, 110, [3] J.S. Fletcher,X.A. Conlan, J.C. Vickerman, N.P. Lockyer, Appl. Surf. Sci. 2006, 252, [4] M.S. Wagner, Anal. Chem. 2005, 77, [5] R. Möllers, N. Tuccitto, V. Torrisi, E. Niehuis, A. Licciardello, Appl. Surf. Sci. 2006, 252, [6] H.-G. Cramer, T. Grehl, F. Kollmer, R. Moellers, E. Niehuis, D. Rading, Appl. Surf. Sci. 2008; 255, 966 [7] J. Kozole, D. Willingham, N. Winograd, Applied Surface Science 2008, 255, [8] N. Mine, B. Douhard, J. Brison and L. Houssiau, Rapid Commun. Mass Spectrom. 2007, 21, [9] C. M. Mahoney, S.V. Roberson,G. Gillen, Analytical Chemistry 2004, 76, [10] P.J. Sjövall, D. Rading, S. Ray, L. Yang and A.G. Shard, J. Phys. Chem. B2010, 114, [11] S. Ninomiya, K. Ichiki, H. Yamada, Y. Nakata, T. Seki, T. Aoki, J. Matsuo, Rapid Communications in Mass Spectrometry 2009, 23,

53 KV21 XPS Analyse von Poly(glycidyl-methacrylat) (PGMA) Bürstenähnlichen Dünnschicht-Struktur: Tiefenprofilieren mit C 60. A. Lyapin 1, S. Alnabulsi 2, J. Moulder 2, R. Barbey 3, H.A. Klok 3 1 Physical Electronics GmbH, Fraunhoferstr Ismaning 2 Physical Electronics Lake Drive East, Chanhassen, MN USA 3 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne Institut des Matériaux, Laboratoire des Polymères, Bâtiment MXD, Station 12, CH-1015 Lausanne, Switzerland Kontakt: alyapin@phi-europe.com Röntgen Photoelektronen Spektroskopie (XPS) ist eine wichtige Technik für die chemische Analyse von Festkörperoberflächen. Die Verwendung von C60 Ionen zur Tiefenprofilierung von organischen Materialen gibt die Möglichkeit die chemische Bindung und molekulare Struktur als Funktion der Tiefe zu analysieren, ohne die chemischen Bindungen vorher zu zerstören. Wir zeigen die Ergebnisse der Anwendung der C60-Sputterquelle bei der XPS Tiefenprofilierung einer synthetisierten Poly(glycidyl-methacrylat) (PGMA) Bürsten-ähnlichen Dünnschicht-Struktur, um die quantitative Information über den chemischen Bindungszustand als Funktion der Tiefe zu erhalten, bei gleichzeitiger Minimierung der Schäden am Co-Polymer-Material. Die Tiefenprofilierung wurde mit der Anwendung von Zalar Rotation durchgeführt, um eine gleichmäßige Abtragung des Materials zu erreichen und die Tiefenauflösung zu verbessern. 53

54 KV22 GDOES for accurate well resolved coatings and thin film analysis Marcus Wilke 1, Gerd Teichert 1, L. Spieß 2, Peter Schaaf 1,2 1 Materialforschungs- und Prüfanstalt Weimar, Germany 2 Ilmenau University of Technology, Institute of Materials Engineering and Institute of Micro- and Nanotechnologies, Department Materials for Electronics, Ilmenau, Germany Corresponding author: peter.schaaf@tu-ilmenau.de In the last years, glow discharge optical emission spectrometry (GDOES) gained more and more importance in the analysis of functional coatings. GDOES thereby represents an interesting alternative to common depth profiling techniques like AES and SIMS, based on its unique combination of high erosion rates and erosion depths, sensitivity, analysis of non-conductive layers and easy quantification even for light elements such as C, N and O. Starting with the fundamentals of GDOES, requirements for high depth resolution and very low detection limits regarding parameter optimization and sample quality will be discussed. Furthermore, an overview of new developments in instrument design, aspects for accurate and well resolved thin film analyses and limitations for GDOES measurements as well as quantification will be presented. Results illustrating the high depth resolution, the confirmation of stoichiometry, the detection of light elements in coatings as well as contaminations on the surface or in the interface will be demonstrated by measurements of metallurgical coatings and films for industrial applications: Multilayer systems, hard coatings for wear applications, photovoltaic coating systems, implantation profiles and coatings for corrosion resistance. A discussion of the results in comparison to other analysis techniques is presented. 54

55 KV23 Charakterisierung Eisen dotierter Ba 0,6 Sr 0,4 Ti 1-x Fe x O 3 Dünnschichten F. Stemme, H. Gesswein, J.-R. Binder und M. Bruns Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Materialforschung III, Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, Eggenstein-Leopoldshafen Kontakt: florian.stemme@kit.edu Bariumstrontiumtitanat (BST) ist ein sehr interessantes Material hinsichtlich der Entwicklung von passiven, elektrisch steuerbaren Hochfrequenz-Bauteilen, u.a. für berührungslose Sensoren (Radio Frequency Identification, RFID) oder im Mobilfunkbereich. Zugrunde liegendes Prinzip ist jeweils die definierte Einstellung der dielektrischen Eigenschaften durch äußere elektrische Felder. Im Hinblick auf die gezielte Einstellung der dielektrischen Eigenschaften für unterschiedlichste Anwendungen wurde in den letzten Jahren besonders der Einfluss von Dotierungselementen (z.b. Fe) an rotationsbeschichteten Dünnund siebgedruckten Dickschichten [1, 2], wie auch an keramischen Pulvern [3] studiert. Zur Herstellung von maßgeschneiderten dotierten BST-Dünnschichten ist der Einsatz von HF-Magnetron-Co-Sputtern ebenfalls ein viel versprechender Ansatz. Durch Kombinationstargets aus kommerziellem BST und definierten Flächenanteilen der jeweiligen Dotierung steht ein Verfahren mit hoher Flexibilität zur Verfügung, um angestrebte Stöchiometrien gezielt einstellen zu können. Dieser Beitrag fokussiert auf die umfassende mikrobereichs- und oberflächenanalytische Charakterisierung derartig hergestellter Dünnschichten. Zusätzlich zur Speziation mittels Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) liefern Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie (TOF-SIMS) sowie XPS Sputtertiefenprofile Informationen zur homogenen Elementverteilung und Schichtdicke der abgeschiedenen neuen Materialien. Kristallinität und Phasenentwicklung werden durch Röntgendiffraktometrie (XRD) nachgewiesen und die Schichtmorphologie durch Rasterelektronenmikroskopie (REM) ermittelt. [1] Y. Yen, T. Guo, Ceramics International, 2009, 35, [2] XH. Zhou, H. Gesswein, M. Sazegar, A. Giere, F. Paul, R. Jakoby, J.-R. Binder, J. Hausselt, Journal of Electroceramics, 2010, 24, [3] F. Paul, J.-R. Binder, H. Gesswein, H.-J. Ritzhaupt-Kleissl, J. Hausselt, Ceramics International, 2009, 35,

56 KV24 Photo-induced switchable TiO2 thin films for biological application O. Berger, B. Adolphi., W.-J. Fischer Technical University of Dresden, Semiconductor and Microsystems Technology Laboratory, P.O.Box, D Dresden, Germany Corresponding author: In this work thin films of TiO 2 have been customized for use as biomaterials for orthopaedic and oral implants. The behaviour of the thin TiO 2 films against fibroblast L929 cells was studied. Fibroblasts are very important for the fast adaptation of the implant into the human body. The most important advantage of TiO 2 surfaces in biomaterial application is the possibility of preparation of well defined model surfaces in which properties such as wettability, polarity and surface charge are controlled. TiO 2 thin films prepared by electron-beam deposition with well defined controlled structure, phase composition, morphology and local surface chemistry of the thin film have been used for study of the correlation between physico-chemical surface characteristics and their biocompatibility (cell and exstracellular matrix interactions on modified titanium oxide surfaces), which depend on preparation method and service conditions. For the characterization of the microstructure, morphology, phase composition and surface chemistry of the thin films the SEM, AFM, XRD and XPS have been used. The Lifshitz-van der Waals/ acid-base (van Oss) approach was employed to interpret the contact angle measurement and allows a quantitative measurement of acid (+) and base(-) components of the surface energy. The aim of this work is the functionalization of oxide surfaces by controlling their properties through their defects (oxygen vacancies in the rows of bridging oxygen atoms or in Ti 4+ plane using annealing at high temperatures and UV light) and modifier atoms as well as molecules adsorbed at the surface, in particular, the formation of hydroxide groups. The type (more acidic or more basic type) and concentration of the hydroxides present at the surface strongly influence on the formation of electric charges at the oxide/fluid interface. In the case of contact with different biological environments in its turn its strongly influence the biocompatibility of the thin films. It was found that UV light fabricates a switchable biocompatible TiO 2 surface, changing the surface charge into the opposite direction and increase or decrease the wettability of the films and the growth of the cells on the film surfaces correspondingly. 56

57 KV25 Untersuchung des Wachstums von chemisch funktionalisierten Alkylsiloxanmonoschichten mittels AFM und IR-Spektroskopie G. Friedbacher 1, H. Hoffmann 2, C. R. Sohar 1, T. Lummerstorfer 2 1 Institut für Chemische Technologien und Analytik, TU Wien, Getreidemarkt 9/164, A-1060 Wien 2 Institut für Angewandte Synthesechemie, TU Wien, Getreidemarkt 9/163, A-1060 Wien Kontakt: gernot.friedbacher@tuwien.ac.at Durch eine Reihe interessanter Eigenschaften eröffnen selbstorganisierte Monoschichten (self-assembled monolayers SAM) zahlreiche neue Perspektiven zur chemischen Modifizierung von Oberflächen, z.b. in den Bereichen Sensoren, Biomaterialien, Tribologie oder Korrosionschutz. Zur gezielten Steuerung des Wachstums und der daraus resultierenden Eigenschaften der Schichten ist die Aufklärung der ensprechenden Wachstumsmechanismen von größter Wichtigkeit. In diesem Beitrag werden Untersuchungen des Wachstums von Trichlorsilylheptadekansäuremethylester auf Silizium präsentiert und diskutiert. Zur ortsaufgelösten Charakterisierung des Wachstums bei unterschiedlichen Abscheidebedingungen (Temperatur, Wasserkonzentration) wurde die Rasterkraftmikroskopie eingesetzt. Durch Einsatz der IR-Spektroskopie in ATR-Konfiguration und in verstärkter interner Reflexions-Konfiguration konnten wichtige Informationen über den Einfluss der Methylestergruppe auf das Ordnungsverhalten der Siloxanschichten gewonnen werden. Dabei wurde in erster Linie das Koordinationsverhalten der Ester-Karbonylgruppe bei unterschiedlichen Bedeckungsgraden genutzt. Um auch eine Beziehung zwischen den beobachteten Eigenschaften der erzeugten Schichten und den Eigenschaften der entsprechenden Adsorptionslösungen herstellen zu können, wurden letztere mittels dynamischer Lichtstreuung (DLS) charakterisiert. 57

58 KV26 (UHV-)ERDA Untersuchungen von NEG Schichten Marc Wengenroth 1, Markus Bender 1, Holger Kollmus 1, Walter Assmann 2 1 GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, D Darmstadt 2 FB Physik, Ludwig Maximilians Universität München, D Garching Kontakt: m.wengenroth@gsi.de Non Evaporable Getter (NEG) sind chemisch reaktive Schichten, die zum Pumpen von Restgas unter UHV/XHV Bedingungen eingesetzt werden. Anwendung finden sie in großen Vakuumanlagen, wie zum Bespiel Ringteilchenbeschleuniger ähnlich dem Schwerionensynchrotron SIS18 der GSI oder der großen Spektrometerkammer des Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment KATRIN. Für das GSI Zukunftsprojekt FAIR, muss im SIS18 ein statischer Basisdruck in niedrigen mbar Bereich erreicht werden, damit eine hinreichend lange Lebensdauer garantiert werden kann, um als Injektor für FAIR höchstmögliche Intensiäten zu gewähtleisen. Daher wurden in den letzen zwei Jahren große Teile des Vakuumsystems des SIS18 mit einer NEG Beschichtung versehen [1]. Zur Qualitätsüberwachung des NEG Sputterprozesses, wurde ein systematisches Experimentprogramm ins Leben gerufen. Im Gegensatz zur bisher verwendeten XPS Analyse der NEG Oberfläche, erlaubt ERDA die Messung elementspezifischer Tiefenprofile über die die komplette Filmschichtdicke von typischerweise 1 µm. Während des Pumpvorgangs werden ein bis zwei Monolagen Gas adsorbiert, die im Gegenzug die Oberfläche des Getters passivieren und weiteres Pumpen verhindert. Durch eine Reaktivierung bei Temperaturen über 200 C unter UHV Bedingungen, wird das adsorbierte Gas von der Oberfläche entfernt, welches hierbei zum Teil in tiefere Bereiche der Schicht diffundiert. Hierdurch wird die Oberfläche wieder chemisch aktiv und ein weiteres Pumpen ermöglicht. Demnach ist die Lebenszeitkapazität der Schicht durch die Diffusion und die Löslichkeit der gepumpten Gase in den tiefen Bereichen der NEG Schicht limitiert. Die Gesamtheit dieser Prozesse kann auf einzigartige Weise mittels ERDA studiert werden [2]. Literaturhinweis [1] M.C. Bellacioma, et al., Vacuum 82 (2008) 435 [2] M. Bender, et al., Nucl. Instr. Meth. B 268 (2010)

59 KV27 Untersuchungen zu Partikel-Haftkräften und ihrer Beeinflussung - Haftung nichtidealer Kontaktpartner Dipl. Ing. J. Hartmüller 1), Prof. Dr.-Ing. S. Ripperger 1) 1) Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik, Universität Kaiserslautern, Gottlieb-Daimler-Straße, D Kaiserslautern, Germany Kontakt: juergen.hartmueller@mv.uni-kl.de Viele Aufgabenstellungen im Pulver- und Schüttguthandling erfordern eine intensivere Beschäftigung mit den Kräften, die zwischen den Partikeln untereinander oder den Partikeln und den Begrenzungsmaterialien wie Rohrleitungen, Silowänden oder Mischwerkzeugen wirken. Bei Partikelgrößen kleiner als 100 µm dominieren Oberflächenkräfte gegenüber der Schwerkraft und anderen Trägheitskräften und beeinflussen maßgeblich Anwendungen wie Lagerung, Förderung, Agglomerieren und Reinigung. Ursachen und Intensität dieser Haftungsphänomene sind Gegenstand zahlreicher theoretischer und experimenteller Studien. Bekannte Adhäsionsmodelle beruhen auf einer Dominanz der van der Waals Kräfte gegenüber den elektrostatischen Wechselwirkungen. Der Einfluss von Parametern wie Temperatur, relativer Luftfeuchtigkeit, Kontaktfläche und Oberflächenrauigkeit auf die Stärke der Wechselwirkungen bleibt weiterhin ein wichtiges Forschungsgebiet. Die Messung der Adhäsionswechselwirkungen zwischen den Partikeln eines pulverförmigen Produktes und den Substratoberflächen diverser Wandmaterialien kann wertvolle Hinweise für die Auslegung und Optimierung von verfahrenstechnischen Prozessen liefern. Das Messprinzip der Vibrationsmethode beruht auf der trägheitsbedingten Ablösung mikroner Partikel von der sinusförmig schwingenden Oberfläche des gewählten Substrates. Die Vibrationsmethode ermöglicht es, mit geringem Aufwand ein Partikelkollektiv zu untersuchen und Haftkraftverteilungen zu ermitteln, die Rückschlüsse über die an der Grenzfläche zwischen Partikel und Substrat auftretenden Wechselwirkungen erlaubt. Zusätzlich zu idealen (glatten) Modellsystemen wie Glaskugeln auf Siliziumwafern, werden auch nichtideale Substrate, wie unterschiedlich vorbehandelte (sandgestrahlt, geschliffen, geläppt, poliert, elektropoliert) Edelstähle und elastische Substrate wie Gewebe, Vliese und Membranen mit Hilfe der Vibrationsmethode untersucht. Neben einer kurzen Beschreibung der Methode werden Versuchsresultate vorgestellt, die eine Beurteilung der verschiedenen Einflussparameter in Abhängigkeit der jeweiligen Materialpaarung erlauben. 59

60 KV28 Mobile Schichtdicken-Messung Dieter Böhme AnalytiCON Instruments GmbH, Dieselstr. 18, Rosbach v. d. Höhe Kontakt: Die Röntgenfluoreszenz-Analyse (RFA) ist eine der Standard-Methoden zur Schichtdicken-Messung. Ob in der Galvanotechnik, der Elektronik oder im Schmuck-Bereich - überall sind RFA-Tischgeräte, meist ausgerüstet mit Kollimatoren für einen kleinen Fokus und Kameras zu Beobachtung der Probe, im Einsatz. Diese Geräte haben sich vielfach bewährt, und doch haben sie einen entscheidenden Nachteil die Probe muss in das Analysegerät hinein passen, denn sie sind nicht mobil einsetzbar. Seit neuestem bieten mobile RFA-Handgeräte hier eine ideale Ergänzung zur bewährten Technik. Diese tragbaren RFA-Analysatoren wiegen nur ca. 1,5 kg. Sie verfügen ebenso wie Tischgeräte über Röntgenröhren mit bis zu 50 kv Anregung, verschiedene Primärstrahl- Filter, Si-Halbleiter-Detektoren (Si-PIN) oder seit neuestem sogar über Silizium- Drift-Detektoren (SDD). Solche Geräte haben sich bereits bei der Schichtdicken-Messung von Passivierungen, vor allem von Systemen mit Cr, Ti, P auf verzinktem Eisen oder von Zr und Cr auf Aluminium bewährt. Für diese Nanometer-Schichten (im Bereich mg/m 2 ) fanden bisher klassische empirische Kalibrierungen Anwendung. Neu ist die Verwendung von FP-Fundamental-Parameter-Kalibrierungen für Mehrschicht-Systeme auch auf geometrisch komplizierten Objekten. Hiermit können auch viele Mikrometer dicke Schichten (Bereich g/m 2 ) bestimmt werden, so Schicht-Systeme aus Cr, Ni, Cu, Au, Ag auf diversen Trägern oder Zn/Ni auf Eisen. Der alles überragende Vorteil auch große oder schwer bewegbare Teile können mit mobilen RFA-Geräten leicht geprüft werden. Mobile Geräte analysieren, im Gegensatz zu Tischgeräten, in jeder beliebigen Lage. So lässt sich ein Blech von oben, eine Walze von der Seite und ein Proben-Becher mit Elektrolytbad in einer kleinen Probenkammer bequem von unten messen. So kann mit demselben mobilen RFA-Gerät die Prüfung von Beschichtungen und die Kontrolle von Elektrolytbädern erfolgen. Anhand von Beispielen sollen diese Anwendungen vorgestellt werden. 60

61 KV29 A semi-quantitative and combinatorial ToF-SIMS, XPS and FTIR study of the chemical composition and bonding of hard amorphous Si B C N O thin films I. Aronov 1, H. Abu Samra 2, H. Beer 1, K. Graf 1, X. Jiang 2 and B.W. Wenclawiak 1 1 Department of Analytical Chemistry, University of Siegen, Adolf-Reichwein- Str. 2, D Siegen, Germany 2 Institute of Materials Engineering, University of Siegen, Paul-Bonatz-Str. 9-11, Siegen, Germany Corresponding author: wenclawiak@chemie.uni-siegen.de While time of flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) is considered an essential technique for chemical characterisation of surfaces, the difficulties underlying the extraction of quantitative compositional data and the remedies thereof continue to pose a challenge to those intent on using this method. To address these issues, a combinatorial approach is implemented by employing Principal Components Analysis (PCA) of the ToF-SIMS data together with X-ray photoelectron (XPS) and Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy data obtained by analysing hard amorphous Si-B-C-N-O thin films. The material, which is deposited on single crystal silicon wafers by using electron cyclotron resonance (ECR) microwave plasma-assisted chemical vapour deposition (MWCVD), exhibits a complex chemical bonding character and is considered an interesting class of materials for high temperature technological applications. By implementing Principal Components Analysis (PCA), a procedure is established to calibrate time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) data obtained by depth profiling, against X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) data in order to estimate the relative atomic concentrations of films which have various compositions. Furthermore, the study demonstrates how the PCA model, in combination with other spectroscopic methods, could deliver more detailed information about the complex chemical bonding character of such amorphous materials. Such a semi-quantitative and combinatorial approach offers an alternative strategy for evaluating the composition and bonding nature of this class of materials. Keywords: ToF-SIMS, Principal Components Analysis, XPS, PECVD, amorphous ceramics, Si-B-C-N-O 61

62 KV30 Beam Damage in High-Resolution Scanning Auger Microscope JAMP-9500F Oliver Senftleben 1 and Hermann Baumgärtner 2 1 JEOL (Germany) GmbH, Oskar-von-Miller-Straße 1A, Eching 2 Universität der Bundeswehr München, Werner-Heisenberg-Weg 39, Neubiberg Corresponding author: senftleben@jeol.de Scanning Auger Microscopy is a well known technique. However, for many decades this technique was believed to be difficult in operation and data acquisition time consuming and cumbersome. Nevertheless, the quickly growing demands in nanotechnology and, especially, the continuous downscaling in modern chip technology has increased the demand for chemical analysis with ultra-high lateral resolution of less than 10 nm and a surface sensitivity of only a few tens of Angstroms. This higher demand in combination with many improvements in the hard- and software environment has lead to much easier and quicker data acquisition. However, the accuracy of any technique depends on the analysing volume and on the statistical error which is in Scanning Auger Microscopy (SAM) closely related to the applied beam current. Achieving ultra-high beam currents by simultaneously controlling the beam diameter in a sub 10 nm regime requires a very sophisticated electron optical system. This can only be achieved with a high power field emission source as it was introduced by JEOL several years ago in JAMP-9500F and can provide beam currents of several nanoampère at a probe diameter of less than 10 nm. However, these ultra-high current densities bring up new difficulties concerning beam damage or local sample heating. In this talk we show the influence of the high current densities on the dose dependent degradation of silicon dioxide and aluminium dioxide and different methods which can suppress or even avoid degradation effects. A second severe problem for high current SAM applications on isolating samples is, of course, sample charging. This can be suppressed by positively charged noble gas atoms. A special low power source was therefore developed and shows an extremely effective charge compensation when the energy of the impinging ions is lowered to only a few electron volts. 62

63 KV31 Dynamische Driftkorrektur für hochauflösende Auger- Messungen U. Roll, H. Lindner, J. Hildebrand, G. Schäfer Omicron NanoTechnology GmbH, Limburger Str. 75, D Taunusstein Kontakt: u.roll@omicron.de Mit der Entwicklung von immer höher lateral auflösenden Raster-Auger-Spektrometern ist es nötig, eine möglichst effektive Driftkorrektur zu entwickeln, bei der das Verhältnis der reinen Datenaufnahmezeit zur Gesamtmesszeit möglichst groß ist. Für Raster-Elektronenbilder ist eine Driftkorrektur auf Grund kurzer Messzeiten nicht notwendig, jedoch sind bei hohen lateralen Auflösungen Messzeiten für eine Auger-Punktanalyse von bis zu einer Stunde nicht ungewöhnlich, da hierbei nur kleine Ströme verwendet werden können. Dies wird bestimmt durch die entsprechenden Anforderungen für den Strahldurchmesser. Sollen außerdem Elementverteilungsbilder bei höchster lateraler Auflösung, kleinen Empfindlichkeitsfaktoren und geringen Konzentrationen aufgenommen werden, kann die Messzeit mehrere Stunden betragen. In dieser Zeit muss jedoch sichergestellt sein, dass sich die Position des Messbereiches oder des Bildes nicht verändert. Bisher wurden vorwiegend Bildvergleiche zur Korrektur herangezogen, indem zwei SEM-Bilder korreliert werden und die Verschiebung elektronisch durch einen x- und y-versatz korrigiert wird. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass die Korrekturen relativ häufig durchgeführt werden müssen, was sich in einer deutlichen Verlängerung der Gesamtmesszeit auswirkt. Bei zu großen Intervallen zwischen den Bildkorrekturen kann man oft deutliche Versätze in den Elementverteilungen sehen. Außerdem ist bei Punktanalysen nicht gewährleistet, dass immer an derselben Stelle gemessen wird. Wir haben ein neues Verfahren zur dynamischen Driftkorrektur entwickelt, das die Drift quasikontinuierlich korrigiert. Während der Messung wird die Position des Elektronenstrahles automatisch nachgefahren. Die Konstanz der Strahlposition (gemessen anhand eines Bildes) liegt bei spezifizierten 10 nm pro 12 Stunden. Wir zeigen Beispiele der dynamischen Driftkorrektur anhand eines Filmes, sowie Beispiele von Spektren an kleinen Partikeln und Elementverteilungen bei sehr großen Vergrößerungen. 63

64 KV32 Oberflächennahe Analytik mit Kleinwinkelröntgenstreuung im Labor J. Wiesmann 1, B. Hasse 1, T. Samtleben 1, C. Michaelsen 1,P. Siffalovic 2, K. Vegso 2, E. Majkova 2, J. Keckes 3, G. Maier 4 1 Incoatec GmbH, Max-Planck-Strasse 2, Geesthacht, Germany 2 Institute of Physics, Slovak Academy of Science, Dubravska cesta 9, Bratislava, Slovakia 3 Erich Schmidt Institut für Materialwissensch., Österr. Akademie der Wissensch., Jahnstrasse 12, 8700 Leoben, Österreich 4 Material Center Leoben Forschung GmbH, Roseggerstrasse 12, 8700 Leoben, Österreich Kontakt: wiesmann@incoatec.de Das Verfahren der Kleinwinkelstreuung mit Röntgenstrahlung (SAXS) ermöglicht die Untersuchung von Materialien im Nanometermaßstab. Es können Aussagen zu Teilchengrößen und deren Verteilung gemacht werden. Die Form und chemische Struktur von Nanostrukturen kann analysiert werden. Darüberhinaus ermöglicht die Eindringtiefe der Röntgenstrahlung auch Informationen aus der Probentiefe ohne Zerstörung der Proben. In den letzten Jahren wurde SAXS vorwiegend mit Synchrotronstrahlung durchgeführt. Durch die Entwicklung neuer Hochleistungsquellen können mittlerweile aber viele Fragestellungen auch im Labor gelöst werden. In unserem Beitrag stellen wir die hochbrillante Mikrofokus Röntgenquelle IµS vor, beschreiben ihre Verwendung in typischen Labor-SAXS Instrumenten und zeigen Messergebnisse an dünnen Multilayer- Strukturen und nanoskaligen Proben. Die IµS (Incoatec Microfocus Source) besteht aus einer 30 W luftgekühlten Röhre, die charakteristische Ag, Cu, Cr, oder Mo Strahlung liefert. Sie wird verbunden mit 2-dimensional strahlformenden Multilayer-Röntgenoptiken. Dadurch entsteht ein kollimierter Strahl mit einer Größe von < 0.5 mm und einer Divergenz von 1 mrad oder kleiner. In Kombination mit 2-dimensionalen Detektoren können damit im Labor Messungen durchgeführt werden, die Aussagen liefern wie sie sonst nur am Synchrotron möglich sind. Wir zeigen das Potential von Laborgeräten für SAXS und GISAXS (GI steht für streifenden Einfall) anhand von Beispielen aus der Dünnfilmtechnik (Multilayer als Röntgenoptiken) und der Oberflächenphysik (Nanoteilchenanordnung auf Flüssigkeiten). 64

65 Beitragskurzfassungen Posterbeiträge 65

66 P1 MiniSIMS: Sekundärionen-Massenspektrometrie als Tischgerät M. J. Heneka 1, B. E. Heneka 1, N. Long 2 1. RJL Micro & Analytic GmbH, D Karlsdorf-Neuthard, Deutschland 2. Millbrook Instruments Ltd, Blackburn Technology Centre, England Kontakt: mjheneka@rjl-microanalytic.de Mit dem kompakten MiniSIMS ist erstmals die Umsetzung eines Sekundärionen-Massenspektrometers in ein routinetaugliches Tischgerät gelungen (siehe Abbildung 1). Nach dem Erfolg der Quadrupol-Version steht seit 2007 ein Nachfolger mit neu entwickelter Windows-Benutzersoftware und wahlweise mit Flugzeit-Massendetektor (TOF) zur Verfügung. Zentrales Entwicklungsziel war die Einfachheit von Bedienung und Datenanalyse bei maximaler Einsatzflexibilität. So sind im MiniSIMS alle drei SIMS-Betriebsmodi (statisch, dynamisch, bildgebend) in einem Gerät verfügbar. Gegenüber konventionellen SIMS-Geräten zeichnet sich das MiniSIMS durch einige technische Besonderheiten aus. Das spezielle Vakuumsystem ermöglicht eine kurze Transferzeit und daher einen hohen Probendurchsatz. Weiterhin werden hohe Ätzraten und eine schnelle Tiefenprofilierung durch einen kontinuierlichen Primärionenstrahl erreicht [1]. Abbildung 1: MiniSIMS bei geöffneter Schleusenhaube [1] A. J. Eccles, N. Long, et al. in Applied Surface Science 252 (2006), S

67 P2 Comparative Study of Two Different Methods for Film Thickness Determination on Model and Real Systems Using Software UNIFIT 2010 R. Hesse, P. Streubel, R. Denecke Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität Leipzig, D Leipzig Corresponding author: The accuracy of thickness determination of laterally homogenous films by XPS in the range of few nm may be improved by combining two different methods. The results of the well established angle resolved photoelectron spectroscopy (ARXPS) for determining film thicknesses will be compared with the ones determined using the relative quantification of photoelectron lines at two different kinetic energies (i.e. energy-resolved) and the same emission angle (ERXPS). Only the substrate intensities were used. The advantages and disadvantages of both methods will be shown. The reliability and accuracy of the thickness determination by the two different methods is discussed for suitable model and real systems. The easy handling of the data analysis for estimating film thicknesses using UNIFIT will be demonstrated. 67

68 P3 Improved Tougaard Background Calculation with Predetermined Inelastic Electron Scattering Cross Section Functions K(T) Using the Software UNIFIT 2011 R. Hesse, R. Denecke Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität Leipzig, D Leipzig Corresponding author: The shape of the background in x-ray photoemission spectra may be affected by secondary electrons and inelastic energy loss processes. A polynomial of low order has very often turned out to model the secondary electron background. The Tougaard background model [1] has been successfully used to characterise the inelastic loss processes. However, the correct usage of the Tougaard background needs a well defined K(T) function (T = energy loss). The introduction of a four parameter loss function K(T) = BT/(C-C T²)²+DT² with the fitting parameters B, C, C and D implemented in the fittable background function [2] allows the improved estimation of the K(T) function. The results will be compared with the recommended parameters by Tougaard. The calculation of Inelastic Electron Scattering Cross Sections of clean surfaces from different materials using UNIFIT will be demonstrated. [1] S. Tougaard, Surf. Interface Anal. 25 (1997) 137 [2] R. Hesse, T. Chassé, R. Szargan, Fresenius J. Anal. Chem., 365 (1999) 48 68

69 P4 Fortschritte in der Analyse nanoskaliger Materialien mit Tomographischer Atomsonde H.-Ulrich Ehrke 1, Wolfgang Berneike 1, François Horréard 2, Ludovic Renaud 2 1 CAMECA GmbH, Carl-von-Linde-Str. 42, D Unterschleissheim bei München, Deutschland 2 CAMECA SA, 29 Quai des Grésillons, Gennevilliers Cedex, France Kontakt: Wolfgang.berneike@ametek.de Die Entwicklung der Tomographischen Atomsonde, TAP (Tomographic Atom Probe) hat in den vergangenen fünf Jahren eine steile Entwicklung genommen. Maßgeblich dafür ist die Einführung von Lasern mit ultrakurzen Pulsdauern und hohen Wiederholungsraten. Dadurch konnte die atomare Auflösung der Methode auch auf nicht-metallische Proben erweitert werden. Die zunehmende Verbreitung von FIB/SEM Instrumenten ermöglicht vielerorts eine Zielpräparation der Spitzen, wie sie im TAP benötigt werden. Dadurch kann aus nahezu jeder beliebigen Oberflächen- oder Volumenprobe der interessierende Teil extrahiert werden. Unser Beitrag zeigt exemplarisch Analysen von Oberflächen, Interfaces und Einschlüssen an metallischen, halbleitenden Proben und Isolatorschichten. Dabei werden sowohl Quantifizierung (Stöchiometrie) von Verbindungen als auch die Kristallographie und Messung von Phasenübergängen demonstriert. TAP basiert auf dem Effekt der Feldionisation. Dazu wird die Probe als Kegel mit einem typischen Spitzenradius von ca. 50 nm präpariert. An die Spitze wird eine Spannung von einigen kv angelegt, durch die Gegenelektrode wird so eine extrem hohe Feldstärke an der Spitze aufgebaut. Heliumkühlung verhindert eine vorzeitige Migration und Mobilität der Atome. Das Analysevolumen ist typ. 200 nm lang, mit einem Durchmesser von 100 nm. Dieses Volumen wird Atom für Atom durch Anlegen einer zusätzlichen gepulsten Spannung oder durch Laserpulse ionisiert und zum Detektor beschleunigt. Die Masse der Atome wird durch eine Flugzeitstrecke analysiert, der Auftreffpunkt am Detektor erlaubt die Berechnung der ursprünglichen Koordinaten in der Probe. TAP Analysen dauern zwischen 10 und 200 Minuten, sie umfassen typischerweise Mio Atome. Ihre Masse und genaue Position stehen dann als 3D Modell zur weiteren Auswertung zur Verfügung. Mit den 3D Daten lassen sich quantifizierte Tiefenprofile, nächste Nachbar Korrelationen, Diffusionslängen, kristallographische Ordnung, Korngrenzen und ihre Dekoration mit Spurenelementen, Vorstufen zur Rissbildung und vieles mehr auf atomarer Skala studieren. 69

70 P5 Silicon Drift Detectors with Multilayer Collimators for X-Ray Fluorescence Spectroscopy T. Eggert 1, S. Kolizsvari 2, P. Pesch² 1 KETEK GmbH, Hofer Str. 3, Munich, Germany ² TZO GmbH, Maarweg 30, Rheinbreitbach, Germany Corresponding author: tobias.eggert@ketek.net Silicon Drift Detectors (SDDs) are state of the art X-ray detectors and are used in many applications like XRF, TXRF, electron microprobe analysis systems and synchrotron applications. Its integrated Peltier enables chip temperatures down to 55 C at an ambient of +20 C. These operating temperatures lead to excellent spectroscopic performance. The FWHM of the Mn-K line is typically 128 ev, and peak to back ground values of more than 10,000 are achieved. The count rate dependency of energy resolution and peak position is negligible up to count rates of 100,000/s. A multilayer collimator designed for high-performance silicon drift detectors is presented. It comprises several layers of individual elements with high purity. It is based on Tantalum and the individual layers are aligned both radially and vertically. Each layer absorbs fluorescence radiation generated by the previous layer thus leading to a very low overall collimator fluorescence background. In contrast to conventional pure single element collimators, the collimator s x-ray fluorescence line is strongly suppressed and reduces both, the overall background and characteristic x-ray lines incorrectly assigned to the sample. 70

71 P6 Massendetektion in fluiden Medien mit dem neuartigen Hybridresonator E. A. Ilin, J. Kehrbusch, P. Bozek, B. Radzio, E. Oesterschulze AG Physik und Technologie der Nanostrukturen Technische Universität Kaiserslautern, Erwin Schrödinger Straße 46, D Kaiserslautern Kontakt: Wir präsentieren einen neuartigen Mikroresonator für Massendetektion im Bereich von Femto- bis Picogramm. Er besteht aus einer µm hohen Siliziumsäule auf einer 2 µm dicken Siliziumnitrid-Membran. Für die Definition der lateralen und axialen Säulengeometrie werden die Standardprozesse (UV- Lithographie und ICP-Trockenätzen) benutzt. Im Gegensatz zu den konventionellen Cantilevern, das neuartige Membran-Design erlaubt eine Trennung des Massendetektions- und des optischen Messraums. Messungen in undurchsichtigen Medien sind dadurch möglich. Wir haben bereits gezeigt, dass Säulenresonatoren auf einem Substrat ohne Membran über eine hohe Massensensitivität verfügen. Massen im Bereich von wenigen Picogramm wurden erfolgreich nachgewiesen. Die theoretische Grenze der Massenauflösung liegt bei 10 fg in Luft. Als nächstes wurde eine umfangreiche Charakterisierung des Hybridresonators in verschiedenen Medien durchgeführt und auf die Anwendung in fluiden Medien getestet. Basierend auf unseren ersten Messungen in Flüssigkeiten kann man behaupten, dass die Hybrid-Mikroresonatoren ein großes Potential für ihre Anwendung im biologischen und medizinischen Bereich haben. 71

72 P7 Theoretische und experimentelle Untersuchungen der temperatur- und dämpfungsabhängigen Frequenzveränderung säulenartiger Mikroresonatoren in verschiedenen Gasen E. A. Ilin, P. Peiker, B. Radzio, E. Oesterschulze AG Physik und Technologie der Nanostrukturen Technische Universität Kaiserslautern, Erwin Schrödinger Straße 46, D Kaisrslautern Kontakt: Säulenartige Mikroresonatoren stellen die Vorstufe eines neuartigen Hybrid- Mikroresonators, bestehend aus einer Si-Säule auf einer SiN-Membran, dar. Das vollständige Verständnis des Mikroresonator-Verhaltens abhängig von äußeren Bedingungen soll helfen ihn für verschiedene Anwendungen zu optimieren. Das Verhalten der säulenartigen Mikroresonatoren sowohl in Vakuum als auch nach Immersion in verschiedenen Gasen wurde untersucht. Dies geschah bei einer sukzessiven Temperaturerhöhung bis zu 16 C über Raumtemperatur. Die Resonanzfrequenz in Vakuum zeigte einen linearen Verlauf mit der Temperatur, bedingt zum einen durch die T-Abhängigkeit des Kompressionsmoduls und der Poisson-Zahl und zum anderen durch die lineare thermische Ausdehnung des Siliziums. Die Abweichung zwischen den theoretischen und experimentellen Werten liegt bei 3,8 %. Die Linearität der Frequenzabhängigkeit bleibt auch nach Immersion in Gasmedien bestehen. Die Steigung ändert sich jedoch in Abhängigkeit von der molaren Masse des Gases, der Reynoldschen Zahl und der sog. hydrodynamischen Funktion. Die hierfür hergeleitete Theorie konnte durch experimentelle Messungen bestätigt werden. Das physikalische Grundprinzip der Frequenzabhängigkeit des säulenartigen Mikroresonators kann trotz stark abweichender Geometrie auch auf den Hybridmikroresonator übertragen werden. Dies erlaubt das Ausnutzen der Vorteile des neuen Designs bei der gezielten Manipulation der Sensoreigenschaften. 72

73 P8 EDS- und WDS-Messungen an Ge-Schichten auf Si-Substrat Abschätzungen zur Empfindlichkeit der Röntgenspektrometrie Thomas Krajewski, Christine Wagner, Michael Kopnarski Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern Kontakt: Die Nachweisstärke der energie- und wellenlängendispersiven Röntgenspektrometrie, EDS und WDS, wurde für Ge- Schichten bestimmt, die über eine SiO 2 -Zwischenlage (t SiO2 0,3nm - 100nm) auf Si-Wafern aufgebracht waren. Schichtdicke, Rauheit und Dichte der Schichten wurde mittels Röntgenreflektometrie XRR ermittelt. Ergänzend zur Charakterisierung einzelner Schichten kamen auch FIB-Untersuchungen (Focused Ion Beam) zum Einsatz. Die elektronenmikroskopisch-analytischen Experimente wurden an einem Raster Elektronenmikroskop SEM mit LaB 6 -Kathode (JSM 6460LV) bei einer Strahlenergie E o = 10 kev und mit Strahlströmen I S bei 1 na (EDS) und 9 na (WDS) durchgeführt. Das Gerät ist sowohl mit einem Si(Li)-Röntgendetektor mit ultradünnem Eintrittsfenster (EDAX) als auch mit einem Parallelstrahl-Spektrometer (LEXS, AMETEK) ausgerüstet. Für den analytischen Vergleich der spektroskopischen Verfahren wurden die GeL-Serien (EDS) und die GeLα-Linien (WDS) ausgewertet. Der im Vergleich zu EDS arbeitstechnisch höhere zeitliche Aufwand für die Aufnahme von WD- Spektren wird dann ausgeglichen, wenn energetisch benachbarte Spektrallinien vorliegen, die energiedispersiv nicht mehr auflösbar sind wohl aber wellenlängendispersiv - und sich daher mit EDS nicht präzise verifizieren lassen. Für die vorgestellten analytischen Untersuchungen spielt die energetische Auflösung allerdings keine Rolle. Mit beiden Methoden ergeben sich in guter Übereinstimmung Massenbelegungen zwischen 8 µg/cm 2 und 120 µg/cm 2. Das entspricht Schichtdicken im Bereich von etwa 14 nm bis 220 nm. Diese befinden sich deutlich unterhalb der Anregungstiefe der Röntgenstrahlung. Deshalb kann zur Abschätzung der Nachweisempfindlichkeit von einer linearen Intensitäts- Schichtdicken-Beziehung ausgegangen werden. Unter Anwendung des sogenannten 3σ-Kriteriums für die Nachweisgrenze ergeben sich bezogen auf 1 s Messzeit minimal erfassbare Germanium - Schichtdicken für EDS von etwa 2 µg/cm 2 (I S = 1nA) und für WDS von 0,7 µg/cm 2 (I S = 9nA). Die WDS-Nachweisgrenze kann bei Erhöhung der Messzeit noch um den Faktor 3 niedriger liegen. 73

74 P9 Schichtdicken-Messung mit RFA-Einführung Dipl. Phys. Dieter Böhme analyticon instruments gmbh, Dieselstr. 18, Rosbach v.d. Höhe Kontakt Die Röntgenfluoreszenz-Analyse (RFA, engl. XRF) ist eine etablierte Methode zur chemischen Element-Analyse für Haupt- und Nebenbestandteile bis hin zu Spuren im ppm-bereich. Darüber hinaus ist sie auch zur Schichtdicken- Messung einsetzbar. Der typische Messbereich beträgt hier weniger als ein bis einige Dutzend Mikrometer und entspricht damit vielen technisch relevanten Schichtdicken aus galvanischen und physikalischen Beschichtungsverfahren (PVD). Im Gegensatz zu Magnet- und Wirbelstrom-Methoden erfordert die Schichtdickenmessung mit RFA keine spezielle Kombination von Materialeigenschaften, wie ein magnetisches oder leitfähiges Substrat. Allerdings müssen die zu bestimmenden Elemente der Schichten mit RFA messbar sein, falls möglich auch das Substrat. Für die Schichtdicken-Messung im Bereich der Galvanik oder Elektronik werden traditionell RFA-Tischgeräte eingesetzt. Neuerdings sind dazu aber auch mobile RFA-Geräte in der Lage. Dies erweitert den Einsatzbereich der RFA zur Schichtdicken-Messung für Anwendungen, bei denen eine Probe zu groß oder zu schwer ist, um in die Probenkammer eines Tischgerätes zu passen. Mobile RFA-Geräte eignen sich auch als Messkopf für online-anwendungen. Beispielhaft wird mit dem Poster die Schichtdicken- Messung von Titan auf verzinktem Stahl vorgestellt. 74

75 P10 Oberflächen- und Schichtanalytik mit der plasmagestützten Sekundärneutralteilchen-Flugzeitmassenspektrometrie Jörg Lösch, Michael Kopnarski Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern Kontakt: Die Nachionisation gesputterter Teilchen durch Elektronenstoß in einem Edelgas-ECWR-Plasma ist eine seit langem etablierte Methode zur quantitativen Analyse dünner Schichten und von Bulkmaterialien. Gegenüber den Laser- und Elektronenstrahlmethoden zeichnet sich die plasma- oder elektronengasgestützte Sekundärneutralteilchen-Massenspektrometrie (e-gas SNMS) durch die auch bei niedrigen Beschussenergien um 100 ev verfügbaren hohen Primärionenströme, die effektive und wenig selektive Nachionisation mit Nachionisierungsfaktoren um 10-2 und die effektive Unterdrückung von störenden Sekundärionen aus. Diese Eigenschaften sind es, die für die gute Tiefenauflösung, die hohe Nachweisstärke und den quantitativen Charakter des Verfahrens verantwortlich sind. Während bisher e-gas SNMS-Anlagen üblicherweise mit Quadrupolmassenfiltern ausgerüstet waren, wurde kürzlich ein Gerät mit Flugzeitmassenspektrometer ToF entwickelt [1]. Die Stärken des ToF-SNMS-Systems liegen im parallelen Detektionsmodus des Flugzeitmassenspektrometers, der es möglich macht, in kurzer Zeit Serien von Massenspektren aufzunehmen. Bei der Sputtertiefenprofilierung kann dann jeder Sputtertiefe ein komplettes Spektrum zugeordnet werden. Am Beispiel metallischer Dünnschichtsysteme werden die Vorteile des ToF SNMS Gerätes demonstriert: Es ist keine Vorauswahl der zu messenden Isotope notwendig und das gesamte Spektrum steht, auch retrospektiv, für die weitere Signalverarbeitung zur Verfügung. So sind z.b. Untergrundabzug, Summation über alle Isotope eines Elements oder die zusätzliche Erfassung von Molekülintensitäten möglich. Die im Vergleich zu Quadrupolinstrumenten gute Transmission des Flugzeitmassenspektrometers im Bereich hoher Massen begünstigt außerdem die Untersuchung von Molekülen und Clustern im hohen Massenbereich. Als Beispiel werden ToF-SNMS-Spektren von PTFE gezeigt, die mit Hilfe des Hochfrequenzmodus HFM von SNMS gemessen wurden. [1] M. Kopnarski et al., Anal Bioanal Chem, 393 (2009)

76 P11 Oberflächencharakterisierung von Menisken in säulenartigen akustischen Biosensoren in medizinisch relevanten Flüssigkeiten Ph. Kowalewski, O. Koehler, Ch. Ziegler Technische Universität Kaiserslautern, FB Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, Erwin-Schrödinger Str.56, D Kaiserslautern Kontakt: Biosensoren sind aus der heutigen Medizin nicht mehr wegzudenken. Mit ihnen lassen sich einfach und zügig verschiedene klinisch relevante Parameter bestimmen. Im vorliegenden Fall wurden auf einem neuartigen säulenförmigen akustischen Biosensor verschiedene biologische Erkennungsstrukturen zur Analyse in Flüssigkeiten, insbesondere in Vollblut realisiert. Der Sensor besteht aus schwingenden Säulen, die von schmalen Gräben umgeben sind. Die Flüssigkeit überspannt im funktionierenden Sensor die Gräben durch Ausbildung eines Meniskus. Damit schwingt die Säule weitgehend in Luft und die sonst typischerweise in Flüssigkeit auftretende Dämpfung wird verhindert. Verschiedene Oberflächenbeschichtungen und deren lithographische Prozessierung, aber auch unterschiedliche Flüssigkeiten haben allerdings einen großen Einfluss auf den Kontaktwinkel und damit das Zustandekommen oder die Zerstörung des Meniskus. Jede Oberflächenbeschichtung muss deshalb bezüglich dieser Eigenschaften in den gewünschten Flüssigkeiten getestet und optimiert werden. Dazu dient neben der Fluoreszenzmikroskopie, mit der die Homogenität der Beschichtung überprüft wird, statische sowie dynamische Kontaktwinkelmessung. Die Ausbildung des Meniskus kann anschließend durch konfokale Laserrasterfluoreszenzmikroskopie gezeigt werden. 76

77 P12 A Simple Procedure for the Covalent Grafting of Triphenylphosphine Ligands on Silica: Application in the Palladium Catalyzed Suzuki Reaction Lei Wang 1, S. Shylesh, 1, Andreas Reis 1, Andreas Seifert 2, Thomas Philippi 1, Stefan Ernst 1, Mingjun Jia 3, and Werner R. Thiel 1 1 Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Fachbereich Chemie, Erwin-Schrödinger-Str. Geb. 54, D Kaiserslautern, Germany. 2 Technische Universität Chemnitz, Institut für Chemie, Strasse der Nationen 62, Chemnitz, Germany. 3 Jilin University, College of Chemistry, Jilin University, Changchun, , Changchun, China. Corresponding author: thiel@chemie.uni-kl.de The palladium catalyzed Suzuki cross-coupling of aryl halides with arylboronic acids to form biaryls has emerged as an extremely powerful tool in organic synthesis. However, in homogeneous catalysis separation and recovery of the catalyst are difficult, which is of special disadvantage for large-scale preparations. Therefore, a large number of heterogeneous palladium containing catalysts have been developed during the last years. These solids can simply be recovered from the reaction mixture by filtration and reused. Inorganic oxides (e.g. silica gel) are commonly used as supports for the synthesis of such catalysts. Palladium triphenylphosphine complexes have often been used for Heck and Suzuki couplings, mainly due to the simple handling of these complexes and the cheap phosphine donor ligand. Depending on the substrate they show good activity and selectivity. Additionally some heterogeneous catalysts require the addition of phosphine ligands such as PPh3 to obtain reasonable activity. It therefore is not surprising that the heterogenization of phosphine ligands on solid supports was taken as a tool for the heterogenization of palladium. In the present work, we describe the synthesis of a novel heterogeneous crosscoupling catalyst by immobilization of a functionalized palladium triphenyphosphine complex on the surface of silica gel. 77

78 P13 Kompetitive Proteinadsorption auf hydrophoben Oberflächen Bernhard von Vacano, Sabine Hirth, Ines Herzenstiel, Markus Rueckel BASF SE, Polymer Physics, Carl-Bosch-Str. 38, Ludwigshafen Kontakt: Adsorption von Proteinen spielt bei vielen Vorgängen auf Oberflächen technisch relevanter Werkstoffe eine wichtige Rolle: Im unerwünschten Fall bei Biofouling- Prozessen, im erwünschten Fall zur gezielten Oberflächenmodifizierung durch Proteine. Ein Verständnis und die Kontrolle dieser Phänomene ist daher sowohl von hoher wissenschaftlicher wie wirtschaftlicher Bedeutung. Im Rahmen dieses Beitrags wurde die Adsorption verschiedener Proteine und Proteingemische auf hydrophoben Substraten untersucht. Dabei wurde die Adsorption in situ mit einer Quarz-Kristall Mikrowaage mit Dissipationsmessung (QCM-D) verfolgt, und Adsorbate mit XPS, ToF-SIMS und spektroskopischer Ellipsometrie charakterisiert. Als hydrophobes Modellsubstrat wurden überwiegend Octadecyl-Thiol SAMs auf Gold verwendet. Bei einem der untersuchten Proteine handelt es sich um ein Hydrophobin-Derivat. Hydrophobine kommen in der Natur bei Pilzen vor und zeigen eine außergewöhnliche Oberflächenaktivität. Aus der Natur sind nur geringe Mengen dieses Proteins verfügbar, mittlerweile wurde bei der BASF eine bioverfahrenstechnische Route im Kilogramm-Maßstab entwickelt. Hydrophobin ist als amphiphiles Makromolekül dafür bekannt, sowohl auf hydrophilen wie hydrophoben Oberflächen mit hoher Affinität zu adsorbieren. Die Auswertung der ToF-SIMS-Daten erfolgte dabei durch Hauptkomponentenanalyse (PCA). Durch die Methodenkombination konnte das Adsorptionsverhalten umfassend charakterisiert werden. Bei den Untersuchungen zeigte sich, dass bei der kompetitiven Adsorption in weiten Konzentrationsbereichen Hydrophobin gegenüber den untersuchten Albuminen dominiert. 78

79 P14 Oberflächencharakterisierung mittels Dynamischer Kontaktwinkel-Analyse (Wilhelmy-Plattenmethode) D. Scholz 1, C. Müller 1 J. Wald 1, Ch. Ziegler 1 1 Technische Universität Kaiserslautern, FB Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, D Kaiserslautern Kontakt: cmueller@physik.uni-kl.de Proteinadsorption auf Oberflächen ist in vielen Bereichen von großem Interesse. So ist im medizinischen Bereich die Proteinadsorption die initiale Phase, bevor in nicht-steriler Umgebung durch adhärierte Mikroorganismen ein Biofilm ausgebildet wird. Die Anhaftung von Proteinen auf Oberflächen kann dabei sowohl gewünscht als auch unerwünscht sein. Besonderes auf Zahnschmelz bildet sich ein natürlicher Film aus Proteinen, Kohlenhydraten und Lipiden aus, auch Pellikel genannt. Zum einen bildet die Pellikel einen Erosionsschutz und stellt Ionen für die Remineralisierung bereit, zum anderen steigert sie aber die Adhärenz für Bakterien, welche daraufhin auf der Oberfläche anhaften und somit beispielsweise Karies hervorrufen. Die Charakterisierung der Zahnoberfläche und ihrer Wechselwirkung mit Proteinen ist somit ein wichtiger Aspekt, um die Bildung des Proteinfilmes, insbesondere die beteiligten molekularen Mechanismen genauer zu verstehen, diese zu manipulieren und beispielsweise pathogene Effekte der Pellikel auf den Zahn zu mindern. Zum Zwecke der Oberflächencharakterisierung sowie der Untersuchung der Wechselwirkung speichelrelevanter Proteine mit der Zahnoberfläche wird hier die Methode der Dynamischen Kontaktwinkel-Analyse (DCA, Plattenmethode nach Wilhelmy) verwendet. Dabei wird während der Ein- und Austauchphase eines Probenplättchens in eine Flüssigkeit die Kraft als Funktion der Eintauchtiefe gemessen. Daraus sind die Kontaktwinkel (Fortschreit- und Rückzugswinkel) am Dreiphasenpunkt (fest, flüssig und gasförmig) zugänglich, um Rückschlüsse über die Benetzungseigenschaften der Oberfläche sowie deren Änderung durch Proteinadsorption zu charakterisieren. Des Weiteren zeigen Fort- und Rückschreitwinkel eine Hysterese je nach Anteilen an hydrophilen und hydrophoben Teilen der Oberfläche. In früheren Messungen konnte auf einer Goldoberfläche eine Korrelation dieser Hysterese mit der adsorbierten Proteinmenge gezeigt werden, womit sich die DCA anbietet die Adsorption sowie die anschließende Desorption/Reversibilität von Proteinen auf bzw. von der Oberfläche zu untersuchen. In dieser Arbeit wird das Adsorptions-Desorptionsverhalten von speichelrelevanten Proteinen (Albumin, Lysozym und Amylase) auf dem natürlichen Zahn als Funktion des ph-wertes vorgestellt. Besonderes Interesse kommt hier den klinisch relevanten ph-werten 4,50 (kariös), 7,00 (neutraler Bereich) und 9,00 (Vergleichswert) zu. 79

80 P15 Untersuchung der Protein-Protein-Wechselwirkung in dentalen Biofilmen Christina Huber 1, Julian Kirch 1, Christine Müller 1, Wiebke Hoth-Hannig 2, Natalie Umanskaya 2, Matthias Hannig 2, Christiane Ziegler 1 1 Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern, Kaiserslautern 2 Klinik für Zahnerhaltung, Parodontologie und präventive Zahnheilkunde, Universität des Saarlandes, Homburg/Saar Kontakt: cz@physik.uni-kl.de Speichelproteine adsorbieren in der Mundhöhle spontan an die Zahnoberfläche. Der Proteinfilm, der dadurch entsteht, wird auch als Pellikel bezeichnet und beeinflusst die bakterielle Adhärenz, wodurch Zahnkrankheiten wie z. B. Karies entstehen können. Die Interaktion der einzelnen Speichelproteine ist noch nicht geklärt und ist für die Prävention von Biofilmen und damit von Karies und Plaque von enormer Bedeutung. Die Rasterkraftspektroskopie (SFS) ermöglicht die Untersuchung der Adhäsionskraft zwischen einer proteinbelegten Oberfläche und einem proteinbelegten Cantilever bis in den Piconewtonbereich. Hierbei werden ph-wert, Kontaktzeit sowie die Proteine an Oberfläche und Cantilever variiert und die Wechselwirkungsstärke analysiert. Als speichelrelevante Modellproteine dienen hier Rinder-Serum-Albumin (BSA), Lysozym und Amylase und als Modelloberfläche wurde zur Eliminierung topographischer Einflüsse sowie auf Grund der hohen Reproduzierbarkeit Silizium gewählt. In dieser Präsentation sollen verschiedene experimentelle Ansätze dargestellt und ihre Ergebnisse gegeneinander abgewogen werden. Hierzu zählen die Art der Anbindung der Proteine an die Oberfläche sowie die Auswahl des Messmediums. Im Hinblick auf die präadsorbierte Proteinschicht wurden die Proteine zum einen frei an der Oberfläche adsorbiert, zum anderen erfolgte eine Fixierung mit Glutaraldehyd. Desweiteren wurde der Unterschied zwischen einer Proteinlösung und einem Natriumphosphatpuffer als Messmedium untersucht, um eventuelle Unterschiede festzustellen und auf die Bedeckung der Oberflächen mit Proteinen rückzuschließen. Als Referenzmessungen wurden die Kräfte zwischen den entsprechenden Speichelproteinen und einer blanken, unbelegten Probe gemessen. Als Funktion der Kontaktzeit zwischen Protein und (proteinbelegter) Oberfläche konnte eine Kinetik zweiter Ordnung festgestellt werden. Zudem wurde ein deutlicher Einfluss der Art der Proteinanbindung an die Oberfläche beobachtet, was zum einen an Hand der mittels SFS gemessenen Kräfte und zum anderen mittels statischer Kontaktwinkelanalyse verifiziert werden konnte. Auch der ph-wert sowie das verwendete Messmedium zeigen einen Einfluss auf die Messgrößen. Je nach Anbindungsmethode des Proteins BSA an die Oberfläche konnte eine Passivierung oder aber auch eine Erhöhung insbesondere der Adhäsionskräfte festgestellt werden. 80

81 P16 Ellipsometrische Untersuchung der Proteinadsorption auf Dentalmaterialien Nils Körber 1, Christine Müller 1 und Christiane Ziegler 1 1 Technische Universität Kaiserslautern, FB Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, D Kaiserslautern Kontakt: cmueller@physik.uni-kl.de Wechselwirkungen an Grenzflächen und Oberflächen haben in der Natur eine zentrale Position und sind für die Forschung von großem Interesse. Sobald eine Oberfläche in Kontakt mit einer Proteinlösung kommt, adsorbieren Proteine, es bildet sich ein Proteinfilm aus. Der vollständige Mechanismus der Proteinadsorption ist nicht bekannt und wird weiterhin untersucht. Einfluss auf die Adsorption nehmen die Oberflächenbeschaffenheit, ph-wert und Konzentration. Auf die Proteine wirken Coulomb- und Van-der-Waals Kräfte sowie der hydrophobe Effekt, welche zur Adhäsion der Proteine führen. In der Mundhöhle adsorbieren Speichelproteine und andere Makromoleküle auf Zähnen oder Zahnersatzmaterialien. Der so entstehende Proteinfilm wird als Pellikel bezeichnet. Diese ist in der Zahnmedizin von großer Bedeutung, da sie die Bakterienadhäsion beeinflusst, wodurch sie eine Schlüsselrolle in der Plaquebildung spielt und somit auch an der Kariesentstehung beteiligt ist. Zur Charakterisierung der Proteinschicht auf Dentalmaterialien wird die Ellipsometrie herangezogen. Dabei wird die Änderung der Polarisation einer eingestrahlten Welle gemessen. Der Polarisationzustand einer elektromagnetischen Welle ändert sich bei Reflexion an einer Grenzfläche oder Transmission durch das Material. Aus dieser Änderung lassen sich Schichtdicke und optische Eigenschaften ermitteln. Es konnten die Schichtdicken von Fibrinogen, BSA und Lysozym auf verschiedenen Materialien nach Wasserverlust bestimmt werden. Des Weiteren wurde die Abhängigkeit der Schichtdicke von der Inkubationszeit, des ph-wertes und der Proteinkonzentration gemessen. Zum Vergleich der erhaltenen Schichtdicken wurden Kratzversuche mittels der Rasterkraftmikroskopie durchgeführt. Hiermit konnte die Schichtdicke im Anschluss bestimmt und mit der mittels Ellipsometrie erhaltenen Schichtdicken verglichen werden. 81

82 P17 Einfluss verschiedener Umgebungsbedingungen auf die Proteinkonformation M. Hoff, C. Müller, F. Schmitt, S. Lach, Ch. Ziegler Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern, Kaiserslautern Kontakt: Die Adsorption und Adhäsion von Proteinen spielt in vielen Bereichen eine immer größer werdende Rolle. Insbesondere im Dentalbereich entsteht auf der Zahnoberfläche ein Proteinfilm, auch Pellikel genannt, sobald der Speichel in Kontakt mit der Oberfläche steht. Dieser Pellikel ist ausschlaggebend für die Entstehung von Karies auf natürlichem Zahn und Plaque auf Dentalimplantaten. Daher besteht großes Interesse seitens der präventiven Zahnheilkunde, die beteiligten molekularen Mechanismen der Pellikelentstehung und damit der Wechselwirkung zwischen Proteinen und Oberflächen zu untersuchen und zu verstehen. Proteinfilme auf Oberflächen wurden bereits von verschiedenen Gruppen mit unterschiedlichen Methoden untersucht und verglichen. Viele der verwendeten Messmethoden finden im Vakuum oder Ultrahochvakuum (UHV) statt. Dadurch ist eine Änderung der Sekundärstruktur der Proteine denkbar. Um die Aussagekraft solcher Messungen sowie die Vergleichbarkeit mit natürlichen Umgebungsbedingungen festzustellen, werden hier mit Hilfe der Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FT-IR) die Konformationen der Proteine untersucht. Als speichelrelevante Proteine kommen hier Rinderserumalbumin (BSA), Lysozym und Amylase zum Einsatz. Insbesondere die Amid І- und Amid II-Banden geben Aufschluss über das Vorkommen verschiedener Konformationen in einem Proteinmolekül. Anhand dieser Banden ist es möglich Konformationsänderungen in Form von Änderungen der Häufigkeit von α-helices und β-faltblättern nachzuweisen. Hierfür werden die Proteine jeweils in KBr-Presslingen, wässrigen Lösungen sowie im Ultrahochvakuum untersucht. Besonderes Interesse besteht in den Änderungen der Sekundärstruktur durch Einfluss des Mediums oder der Umgebungsbedingungen. 82

83 P18 Initiale Bioadhäsion auf medizinischem Glasverpackungsmaterial A. Lüders 1,C. Müller 1, H. Röhl 2, Ch. Ziegler 1 1 Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS; Technische Universität Kaiserslautern; D Kaiserslautern 2 Schott AG; Corporate Research and Technology Development; D Mainz Kontakt: cz@physik.uni-kl.de Glas spielt eine herausragende Rolle als Primärverpackungsmaterial für pharmazeutische Produkte. Etwa ein Viertel der Medikamente werden in Glasgefäßen wie Ampullenflaschen oder Fertigungsspritzen gelagert. Hierbei muss das Verpackungsmaterial ganz besondere Qualitätsstandards erfüllen. Es sollte möglichst inert sein und dabei zum einen seine Oberflächenstruktur nicht verändern und zum anderen einen Verlust des Wirkstoffs durch starke Adsorption verhindern. Die Adsorption von vor allem biologischen Molekülen an Feststoffen ist ein bekanntes Problem. Sobald etwa eine Proteinlösung in Kontakt mit einer Oberfläche kommt, bildet sich eine Proteinschicht auf dieser aus. Im Zuge der Adsorption eines Medikaments an der Glasoberfläche kann es zu einem reversiblen oder irreversiblen Wirkstoffverlust kommen. Um dies auszugleichen, muss die Wirkstoffkonzentration im Vorfeld höher angesetzt werden. Besonders für niedrig dosierte, teure und toxische Medikamente stellt dies ein Problem dar. Etwa die Hälfte der Medikamente, die in Glasverpackungen gelagert werden, ist biologischer Natur. Um die Glas-Wirkstoff-Interaktion genauer zu charakterisieren wurde die Untersuchung der Adsorption an Hand von Modellproteinen als Ausgangspunkt für eine spätere Untersuchung komplexerer Wirkstoffe herangezogen. In dieser Präsentation werden das Adsorptions-, Adhäsions- und Desorptionsverhalten von Albumin und Lysozym als Modelproteine für weiche und harte Proteine sowie Fibrinogen als Gerinnungsprotein auf medizinischen Gläsern vorgestellt. Mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie kann die Proteinadsorption charakterisiert werden. Neben den topographischen Unterschieden vor und nach der Proteinadsorption, können mit dieser Methode Adhäsionskräfte im Bereich von Piconewton aufgelöst werden. Die gemessenen Adhäsionskräfte zeigen eine Abhängigkeit vom ph-wert, der Kontaktzeit, den Oberflächeneigenschaften und dem untersuchten Protein. Als Funktion der Kontaktzeit kann eine Kinetik zweiter Ordnung festgestellt werden, während der Einfluss des ph-wertes mit der Elektrostatik als dominierende Kraft interpretiert werden kann. Zudem konnten durch die Rasterkraftmikroskopie topographische Informationen mit der lateral aufgelösten Kraftspektroskopie verknüpft werden, um die Oberflächenbedeckung genauer zu charakterisieren. 83

84 P19 Untersuchungen von Proteinadsorbatfilmen auf Titan mittels Tof-SIMS M. Wilhelmi 1,3, C. Müller 2,3, Ch. Ziegler 1,2,3, M. Kopnarski 1,3 1 Institut für Oberflächen und Schichtanalytik Kaiserslautern 2 Fachbereich Physik, TU-Kaiserslautern 3 Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern Kontakt: wilhelmi@ifos.uni-kl.de Die Adsorptionseigenschaften von Rinderserumalbumin (BSA) auf Titan (99,99%+) wurden mittels Sekundärionen-Flugzeitmassenspektrometrie (ToF- SIMS) untersucht. Hierzu wurden Titanoberflächen mit wässriger Natriumdodecylsulfat Lösung (10%), Cyclohexan, Aceton und Isopropanol für jeweils 10 min im Ultraschallbad gereinigt und anschließend für ca. 2 Std. bei ph = 7 in einer wässrigen Phosphatpufferlösung mit BSA Konzentrationen zwischen 0,001 und 10 g/l inkubiert. Die BSA-Moleküle können dabei frei an die Oberfläche adsorbieren und es stellt sich ein thermodynamisches Gleichgewicht zwischen Adsorption und Desorption ein. Die Abhängigkeit der Sättigungsoberflächenbedeckung von der Konzentration der Proteinlösung konnte aus den ToF-SIMS-Spektren ermittelt werden. Es zeigt sich ein Verlauf entsprechend einer Langmuirschen Adsorption. Diese Ergebnisse korrelieren gut mit mittels Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie (XPS) bestimmten Stickstoffkonzentrationen. Taucht man eine solche auf Titan adsorbierte BSA-Schicht nach der Adsorptionsphase in reine Pufferlösung, so zeigt sich, dass die BSA-Adsorption nicht irreversibel ist, dass aber mehrere Tage erforderlich sind, damit die ursprüngliche Bedeckung deutlich abnimmt. Ob die Adsorption vollständig reversibel ist, kann bei den hier vorliegenden Bedingungen allerdings noch nicht abschließend entschieden werden. Tatsächlich ergibt sich aus dem Verlauf der Langmuirschen Adsorption durch Anpassung des Adsorptions- /Desorptionsverhältnisses eine gegenüber der Adsorption um ein bis zwei Größenordnungen kleinere Desorptionsrate. 84

85 P20 Untersuchungen zur Einsetzbarkeit von Tomato Bushy Stunt Virus in der Nanotechnologie A. Lüders 1, C. Müller 1, K. Boonrod 2, G. Krczal 2, Ch. Ziegler 1 1 Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS; Technische Universität Kaiserslautern; D Kaiserslautern 2 RLP Agroscience GmbH; Breitenweg 71; D Neustadt/Weinstraße Kontakt: cz@physik.uni-kl.de Der Top-down-Ansatz hat in den letzten Jahrzehnten zu weit reichender Miniaturisierung von elektrischen Bauelementen geführt und somit den Siegeszug immer kleinerer und leistungsfähigerer technischer Geräte ermöglicht. Da ein weiteres Herunterskalieren ab einem gewissen Punkt auf absehbare physikalische, technische und ökologische Probleme stößt, wird vor allem in der Nanotechnologie schon seit einiger Zeit am Bottom-up-Ansatz geforscht. Der Grundgedanke besteht darin, auf elementare Bausteine der Materie zugreifen zu können und dessen Potential zur Selbstorganisation, Autoreproduktion und Defekttoleranz zu nutzen. Besonders Pflanzenviren sind auf Grund ihrer großen Variabilität an chemischer und physikalischer Funktionalität interessante Kandidaten für den Einsatz in der Nanotechnologie. Sie besitzen meist ein simples Konstruktionsprinzip und haben oft schon von Natur aus ein starkes Bestreben zur Selbstorganisation. Des Weiteren zeichnen sich Pflanzenviren durch die Fähigkeit aus homogene Strukturen zu bilden. Ihre Größe und Form ist gut definiert und variiert nur wenig. Des Weiteren lassen sich durch genetische Veränderung ihrer Primärstruktur Funktionalitäten manipulieren.durch ihre einfache Struktur ist die Zuordnung zwischen subzellulären Strukturen und einen genetischen Subprogramm einfach möglich. In dieser Präsentation wird das Tomato Bushy Stunt Virus (TBS-Vieren) als Vertreter der Kugelviren bezüglich seiner Fähigkeit zur Selbstorganisation und Ausbildung einer gleichmäßigen monolagigen Oberflächenbedeckung vorgestellt. Neben dem Wildtyp wurden genetisch manipulierte TBS-Viren mit Hilfe der Rasterkraft- und Rasterelektronenmikroskopie betrachtet. Es kann gezeigt werden, dass durch geringfügige genetische Manipulation die Oberflächenbedeckung gezielt gesteuert werden kann. 85

86 P21 Charakterisierung von Thiol-SAMs für biologische Anwendungen V. Trouillet 1, S. Engin 2, D. Wedlich 2, R.G. White 3, P. Mack 3 und M. Bruns 1 1 Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Materialforschung III und Karlsruhe Nano Micro Facility, Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, D Eggenstein-Leopoldshafen 2 Karlsruher Institut für Technologie, Zoologisches Institut 2, Fritz-Haber-Weg 4, D Karlsruhe 3 ThermoFisher Scientific, Unit 24 Birches Industrial Estate, East Grinstead, RH 19 1UB, UK Kontakt: vanessa.trouillet@kit.edu Strukturierte und orientierte Immobilisierung von Biomolekülen hat in den letzten Jahren aufgrund der Vielzahl potentieller Anwendungen (lab-on-chip Technologie, Biosensoren, Zellkulturträger) enorm an Bedeutung gewonnen. So wurden unterschiedliche Strategien entwickelt, um kovalente und nicht-kovalente Immobilisierung von Proteinen zu erreichen. Hierbei ist das Micro Contact Printing (µcp) ein viel versprechender Ansatz, um auf Gold Oberflächen Self- Assembled-Monolayer (SAMs) aus Mischungen von Benzylguanin-Thiol (BGT) mit einem Matrix-Thiol strukturiert herzustellen. Das BGT fungiert in diesem Fall als Substrat für das SNAP-tag System, das die gezielte kovalente Anbindung der interessierenden Proteine erreicht. Das inerte Matrix-Thiol dient dabei einerseits als Abstandshalter für das BGT und unterbindet darüber hinaus unspezifische Proteinadsorption [1]. Der vorliegende Beitrag fokussiert auf die oberflächenanalytische Charakterisierung von SAMs, hergestellt aus puren Benzylguanin- und Matrix-Thiolen und sowie unterschiedlichen Mischungen beider Thiole. Hierfür wurden unmittelbar vor der Inkubation die notwendigen Goldschichten auf Glassubstraten durch HF-Magnetron Sputtern hergestellt. Mittels Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) können die SAMs speziiert und die kovalente Anbindung an das Gold nachgewiesen werden. Parallel winkelaufgelöste XPS-Messungen ergeben unter Verwendung von Maximum-Entropie-Algorithmen zerstörungsfrei Konzentrationstiefenprofile, die sowohl Schichtdicke als auch geometrische Orientierung der SAMs belegen. Die erreichten µcp-strukturen werden mittels Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie (ToFSIMS) nachgewiesen. 86

87 P22 Growth engineering of non-fermi liquid TTF-TCNQ charge transfer thin films I. Sarkar 1, M. Laux 1, J. Demokritova 1, A. Ruffing 1, S. Mathias 1, V. Solovyeva 2, M. Rudloff 2, S.S. Naghavi 3, M. Huth 2, and M. Aeschlimann 1 1 Department of Physics and Research Center OPTIMAS, University of Kaiserslautern, Germany 2 Physikalisches Institut, J. W. Goethe-Universität, Frankfurt am Main, Germany 3 Institut für Anorganische Chemie und Analytische Chemie, Johannes Gutenberg-Universtität, Mainz, Germany Corresponding author: indra7neel@gmail.com Organic charge transfer systems have led to tremendous interest due to their potential application in electronic devices. Apart from immense application possibilities, the charge transfer materials form yet another class of varied strongly correlated system ranging. This allows for numerous opportunities to test and study various exotic phases in these classes which have been sometimes eluding in inorganic materials. One such example has been the longstanding search for an ideal one-dimensional electronic system. The organic conductor TTF-TCNQ is a charge transfer (CT) system that is known to form a quasi one-dimensional metal and shows clear indications of non-fermi liquid behavior consistent with the 1D Hubbard model. This renders great importance to the growth of good quality thin films of this organic material. Here we will present our results on the characterization of TTF-TCNQ thin films grown at different temperatures and on different substrates using angle resolved photoemission spectroscopy (ARPES) and scanning electron microscopy (SEM). The formation of the charge transfer system will be discussed based on these results. Our results show that the temperature at which the TTF-TCNQ is evaporated to form a film on the substrate plays a crucial role on the content of neutral molecules at the surface, and in the modification of the band structure due to their presence. Based on our results we will propose methods to engineer the film growth in order to reduce the presence of neutral molecules and hence improve the quality of the CT complex. We also report on temperature-dependent band structure changes of TTF-TCNQ films deposited on a KCl(100) substrate. The results indicate non-fermi liquid behavior that cannot be explained by conventional electron-phonon coupling and supports the assumption, that TTF- TCNQ belongs to the class of 1D Hubbard kind of systems. 87

88 P23 Untersuchung der Wechselwirkung von open-shell Übergangsmetallphthalocyaninen auf Kobalt mit Photoelektronenspektroskopie: die intermediäre Rolle von CoPc A. Altenhof, F. Schmitt, J. Sauther, S. Lach und Ch. Ziegler Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern Kontakt: Organische Halbleiter vom Typ der Metall-Phthalocyanine (MPc) sind durch ihren metallorganischen Charakter von besonderem Interesse, da sie mit ihren speziellen elektronischen Eigenschaften möglicherweise neue Anwendungen im Bereich zukünftiger Entwicklungen einer anorganisch-organischen Spintronik erschließen. Dabei ist die Wechselwirkung zwischen diesen organischen Halbleitern und ferromagnetischen Materialien aufgrund der besonderen Grenzorbitale der MPcs von besonderer Bedeutung. In der Reihe der MPcs schließt das Kobalt-Phthalocyanin (CoPc) die Lücke zwischen den Grenzorbitalsituationen, wie sie im FePc und im CuPc vorliegen. Das gilt vor allem bezüglich der für das Adsorbatverhalten dieser Moleküle wichtigen orbitalsymmetrischen Eigenschaften der nur teilweise aufgefüllten Molekülorbitale. Aus diesem Grunde wurden Untersuchungen der elektronischen Grenzflächeneigenschaften zwischen dem ferromagentischen Kobalt und dem organischen CoPc durchgeführt. Gezeigt werden photoelektronenspektroskopische Untersuchungen der elektronischen Struktur von ultradünnen Schichten von CoPc auf Co(100). Dabei wurde neben der Untersuchung zur Valenzbandstruktur mittels Ultraviolett-Photoelektronenspektroskopie (UPS) auch Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) eingesetzt, um mögliche Oxidationszustandsänderungen der Kohlenstoff- und Stickstoffatome des MPcs, initiiert durch die Wechselwirkung mit dem Substrat, zu erkennen. Die gefundenen Grenzflächen- Wechselwirkungen zeigen die Rolle des CoPcs als Bindeglied zwischen den beiden anderen von uns untersuchten Phthalocyaninen CuPc und FePc auf. Diese Untersuchungen können somit zu einem besseren Verständnis der Rolle des Zentralatoms in metallorganisch-anorganischen Grenzflächensystemen beitragen. 88

89 P24 Photoemission studies of Bi2212 and SrFe 2 As 2 J. Wei 1, I. Sarkar 1, M. Laux 1, A. Ruffing 1, Y. Zhang 2, F. Chen 2, D.L. Feng 2, Y. Yoshida 2, H. Eisaki 3, M. Aeschlimann 1 1 Department of Physics and Research Center OPTIMAS, University of Kaiserslautern, Germany 2 Department of Physics, Surface Physics Laboratory (National Key Laboratory), and Advanced Materials Laboratory, Fudan University, Shanghai , People s Republic of China 3 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Tsukuba, Ibaraki , Japan Corresponding author: jiawei@rhrk.uni-kl.de Since its discovery in 1986, high-temperature superconductivity has been a central intellectual problem in condensed matter physics. The electronic structures of high-temperature superconductors (HTSC) have been extensively studied by various methods. With the development of experimental technology and the improvement of sample quality, considerable experimental and theoretical progresses were made in the recent decade to understand this phenomenon. Even if the comprehension in superconducting mechanisms grows deeper and deeper, many fundamental questions still remain open. For example, the discovery of superconductivity in iron-pnictide has generated another new wave of research on high temperature superconductivity. The samples presented in this paper are optimally doped HTSC Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8 (Bi2212) and new iron based HTSC SrFe 2 As 2. As the most famous HTSC, the Bi based family provides an ideal experimental testing ground for various concepts and fundamental ideas in the strongly correlated system. The discoveries in this system are important for the understanding of the microscopic mechanism of HTSC. SrFe 2 As 2 has the highest known SDW transition temperature (Ts) of about 205K in iron-pnictides. Similar as the cuprates, the nature of magnetic order and spin fluctuations in Fe-HTSC are most likely crucial for its superconductivity. However, the origin of the magnetic ordering in ironpnictides/-chacogenides is still an issue of heated debate. We choose the various light sources (He-lamp, fs-lasers) to get static pictures of different band structures by means of transitional photoemission techniques. Angle resolved photoemission spectroscopy (ARPES), as a unique technique, enables direct probing of the electronic structure and plays an important role in the research field of HTSC. Occupied states just below Fermi level are measured with ARPES at an energy resolution as high as few mev. 89

90 P25 XPS investigations of electrolyte/electrode interactions for various Li-ion battery materials S. Oswald, D. Mikhailova, F. Scheiba, P. Reichel, A. Fiedler, H. Ehrenberg IFW Dresden, Postfach , D Dresden, Germany Corresponding author: Li ion batteries are of growing interest beside their application in many mobile devices especially for future use in electric and hybride vehicles. The increase of specific energy density is a major challenge. Therefore, new materials and new working principles are under investigation. Basically all batteries consist of two electrodes (cathode and anode) coupled by an ionically conductive electrolyte medium. The electrolyte enables the charge carrier transport (Li + ions) during charging and discharging, but must guarantee high stability and low selfdischarge. Therefore, a key requirement for an electrode/electrolyte combination is its chemical and electrochemical stability. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is a well-accepted method to investigate the chemical behaviour of thin films and surfaces. In the past, we studied chemical changes of LiCrMnO 4 used as cathode material in model Li ion battery cells. We showed that a "quasi in situ" transfer with a transfer chamber in Ar atmosphere protects the sample states against changes/contamination due to contact with air [1,2]. We now used this method to study the chemical stability of several other electrode/electrolyte systems. The mentioned LiCrMnO 4, as a candidate for high voltage (5 V) cells, was demonstrated to be stable in standard LiPF 6 based electrolytes. This is in agreement with the general cycle stability of this material. In contrast, Li 2 O 2 the discharge product of Li-oxygen-batteries, was clearly not stable in LiPF 6 : a LiF layer strongly increasing with time was found. Degradation products were also observed for electrolytes containing LiBOB. So far, only LiClO 4 proved to be stable in the presence of Li 2 O 2. However, for LiMoO 2 the best results were obtained with LiBOB, which showed almost no interaction with the cathode material. These investigations demonstrate that the chemical and electrochemical stability of the electrolyte strongly depend on the nature of the electrode material. Hence electrolyte stability is a key issue, especially for the investigation of the electrochemical behaviour of new electrode materials. [1] S. Oswald, K. Nikolowski, H. Ehrenberg, Anal. Bioanal. Chem., 393 (2009), 1871 [2] S. Oswald, K. Nikolowski, H. Ehrenberg, Surf. Interface Anal., DOI: /sia

91 P26 Oberflächenanalytische Verfahren für hocheffiziente Silicium- Solarzellen Lena Breitenstein 1, Florian Sevenig 1, Antje Oltersdorf 1, Wilhelm Warta 1 1 Fraunhofer ISE, Heidenhofstr.2, Freiburg, Deutschland Kontakt: lena.breitenstein@ise.fraunhofer.de Bei der Entwicklung neuer Solarzellenstrukturen, die die Grenzen der jetzigen Technologie zu höchsten Wirkungsgraden (η>22%) erweitern, spielen Heteroübergänge eine wichtige Rolle. Ein Forschungsschwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung von Hetero-Solarzellen mit einem Emitter aus amorphem Silicium (a-si:h) und einer kristallinen Basis (c-si). Anstelle einer Eindiffusion des Emitters wird dabei dotiertes a- Si:H als Emitter direkt aus die gereinigte Oberfläche das Silicium-Basismaterials abgeschieden. Da die Ladungsträgertrennung genau an der Grenzfläche zwischen Heteroemitter und Silicium-Basismaterial stattfindet, ist eine detaillierte Untersuchung der Silicium-Oberfläche für dieses Solarzellenkonzept und dessen Weiterentwicklung essentiell. Um den Lichteinfang der Solarzelle zu erhöhen wird die Silicium-Basisoberfläche mit einer regelmäßigen Struktur (Textur) in Form von Pyramiden versehen, die zu einer möglichst geringen Reflexion der Oberfläche führt. Im Rahmen dieser Studie werden drei verschiedene in der Halbleiterindustrie etablierte oberflächenanalytische Verfahren angewendet und auf ihre Eignung für die Photovoltaik überprüft und diskutiert. Ziel ist es, adäquate Methoden zur Untersuchung der Rauheit der kristallinen Silicium-Oberfläche und die Menge und Art der auf der Oberfläche vorhandenen metallischen Kontaminationen zu finden. Die Herausforderung liegt dabei nicht im Bereich der Nachweisgrenzen, sondern in der Struktur der Oberfläche. In dieser Studie werden daher texturierte und plane Oberflächen miteinander verglichen. Für die Ermittlung der Rauheit wurden Messungen mit dem Rasterkraftmikroskop (AFM) mit Messungen am Spektralen Ellipsometer (SE) verglichen. Beide Messmethoden zeigen dabei ähnliche Ergebnissen, sind aber für die Vermessung texturierte Oberflächen insgesamt eher ungeeignet. Bei der Untersuchung von Kontaminationen auf frisch gereinigten, wasserstoffterminierten Oberflächen muss eine Verfälschung der Ergebnisse durch Rekontamination und natives Oxidwachstum vermieden werden. Hierzu wurde die Oberfläche unmittelbar nach der Reinigung mit HF manuell abgescannt und anschließend im ICP-MS untersucht. Mit dieser Untersuchung sollen die notwendige Nachweisgrenzen und die vorhandenen Elemente bestimmt werden. Als Abschluss der Studie sollen die ermittelten Ergebnisse mit Messungen der Bandverbiegung, der Oberflächendefektdichte und der Minoritätsladungsträgerlebensdauer verglichen werden. Mit diesen Messungen soll der Einfluss der Rauheit und der Kontaminationen auf die wichtigen elektrischen Eigenschaften der Oberfläche und des Silicium-Basismaterials bestimmt werden. 91

92 P27 Charakterisierung alternativer ZnMgO/ZnS-Pufferschichten in Cu(In,Ga)Se 2 -Dünnschichtsolarzellen mit SIMS und SNMS Axel Eicke, Thomas Ciba, Dimitrios Hariskos, Wolfram Witte ZSW Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung BW Industriestrasse 6, D Stuttgart Kontakt: axel.eicke@zsw-bw.de Cu(In,Ga)Se 2 (CIGS)-Dünnschichtsolarzellen haben das höchste Wirkungs-gradpotential aller zur Zeit bekannten Dünnschichttechniken. Die am ZSW auf Glas, Metall- oder Kunststofffolien aufgebrachten Solarzellen bestehen aus einem Mo- Rückkontakt, dem CIGS-Absorber, einer dünnen i ZnO/CdS-Pufferschicht und dem transparenten ZnO:Al Frontkontakt. Zur weiteren Steigerung des Wirkungsgradniveaus erscheint der Ersatz der i-zno/cds-pufferschicht durch ein ZnMgO/ZnS-System vielversprechend, da dieses eine bessere Transmission im Wellenlängenbereich von nm aufweist. Ein grundlegendes Verständnis des neuen Schichtsystems ist erforderlich, wozu auch die hier dargestellten SIMSund SNMS-Untersuchungen beitragen sollen. Der ZnS-Puffer wurde naßchemisch in einer Dicke von ca. 20 nm auf dem CIGS- Absorber abgeschieden. Die ZnMgO-Schicht (ca. 100 nm) wurde durch RF- Sputtern von einem Zn 0,75 Mg 0,25 O-Target hergestellt. SIMS- und SNMS-Tiefenprofile zeigen, dass die aus Lösung abgeschiedenen ZnS- Schichten deutliche Anteile an O, zum Teil in Form von Hydroxiden enthalten, aber auch C-Verunreinigungen. In den gesputterten ZnMgO-Schichten wird mit SNMS eine konstante Verteilung der Matrixelemente Zn, Mg und O nachgewiesen. Das Zn/Mg-Verhältnis entspricht dabei der Zusammensetzung des Sputtertargets. Der Einbau von O in ZnS, sowie der optimale Mg-Anteil in ZnMgO sind wichtig für eine bessere Bandanpassung zwischen CIGS-Absorber und ZnO-Frontkontakt. Bei der Analyse der kompletten Pufferschichten auf CIGS sollten vor allem mögliche Diffusionsvorgänge untersucht werden, da die Wirkungsgrade frisch präparierter Solarzellen nach moderater Temperung (200 C, 30 min) deutlich zunehmen. Bei frisch präparierten Proben wurden in den Pufferschichten nur geringe Anteile von CIGS-Elementen nachgewiesen. Nach Temperung oder Lagerung an Luft (2-6 Monate) zeigte sich dagegen eine starke In-Anreicherung in den ZnMgO/ZnS- Pufferschichten. Ein deutlicher Austausch von Se, O und S Anionen konnte nicht beobachtet werden. Die sehr dünne ZnS- bzw. Zn(S,O)-Zwischenschicht kann bei allen Proben deutlich anhand von spezifischen Sekundärionen wie S+, S-, SO-, OH- und dem SNMS-Signal von S identifiziert werden. Die besonders durch die In- Diffusion hervorgerufenen Veränderungen könnten die Ursache für die deutliche Zunahme der Wirkungsgrade nach Temperung neu hergestellter Solarzellen sein. 92

93 P28 Photoemissionsstudie unter künstlicher Sonnenbestrahlung: Untersuchung der Grenzflächen Ag/C 60 /CuPc und Ag/CuPc/C 60 Mathias Fingerle 1, Felix Schmitt 1, Ingmar Bruder 2, Stefan Lach 1, Christiane Ziegler 1 1 Fachbereich Physik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern 2 BASF, Ludwigshafen Kontakt: cz@physik.uni-kl.de Organische Solarzellen können preiswert und im großen Maßstab hergestellt werden. Sie zeichnen sich durch ihre hohe Flexibilität aus, sind aufgrund ihrer Kohlenstoffbasis umweltverträglich und die organischen Moleküle weisen auch bei diffusem Lichteinfall eine hohe Empfindlichkeit auf. Aufgrund dieser Tatsachen genießt die Forschung in diesem Bereich wachsendes Interesse. Die meisten Prototypen setzen auf eine Hybridstruktur, bestehend aus anorganischen Elektroden und organischen photoaktiven Schichten. In diesem Fall wurden die organischen Halbleiter Fulleren C 60 als Akzeptor und Kupferphthalocyanin als Donator verwendet. Die elektronischen Eigenschaften der organischen Oberflächen der Schichtsysteme Si/SiO 2 /Ag/C 60 /CuPc und Si/SiO 2 /Ag/CuPc/C 60 wurden mit Hilfe von UPS und IPES untersucht. Zum ersten Mal wurden UPS-Messungen unter dem Einfluss von künstlichem Sonnenlicht durchgeführt. Dabei zeigte insbesondere die Oberfläche CuPc/C 60 interessante Änderungen der Elektronenaffinität und der Austrittsarbeit. 93

94 P29 Analytische TEM-Untersuchungen an Si-SiOx Nanostrukturen M. Schade a, M. Roczen b, B. Berghoff c, T. Mchedlidze d, und H.S. Leipner a a Interdisziplinäres Zentrum für Materialwissenschaften, Martin-Luther- Universität Halle-Wittenberg, D Halle, Germany b Silicon Photovoltaics (SE1), Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie, D Berlin, Germany c Institut für Halbleitertechnik, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, D Aachen, Germany d IHP/BTU Joint Lab, Brandenburgische Technische Universität Cottbus, D Cottbus, Germany Kontakt: martin.schade@cmat.uni-halle.de Obwohl in den vergangenen Jahren die Entwicklung und Verwendung von sowohl organischen als auch anorganischen Verbundstoffe für Solarzellen stark zugenommen hat, bleibt Silizium das dominante Material in der Solarindustrie. Deshalb konzentrieren sich viele Anstrengungen auf die Verbesserung der Effizienz siliziumbasierter Solarzellen. Da Tandemkonzepte mit amorphem und kristallinem Silizium als Absorberschichten bereits zu einer Vergrößerung der Effizienz der Solarzellen geführt haben, scheint eine Manipulation der Silizium- Bandstruktur zu einer weiteren Steigerung der Ausbeute führen zu können. Ein Ansatz zur Manipulation der Bandstruktur ist die Verwendung von Quantum- Well-Strukturen um unter Ausnutzung von Quantum-Confinement-Effekten eine lokale Änderung der Bandlücke zu erreichen. Ein vielversprechender Ansatz ist die Umwandlung von a-si/sio 2 Multischichtstrukturen in ein a-si/c-si/siox Gemisch durch Laser induzierte Kristallisation [1], wobei der Grad der Kristallisation ein entscheidender Parameter ist. Ein anderer Ansatz ist die Kristallisation von Silizium Nanokristalliten aus einer SiOx Schicht durch Segregationsprozesse bei hohen Temperaturen. An solchen Strukturen erfolgten analytische Untersuchungen mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM). Dabei geben hochauflösende TEM Aufnahmen Einsicht in die lokale Struktur und Untersuchungen mittels Elektronenenergieverlustspektroskopie (EELS) ermöglichen die Bestimmungen des Grades der Kristallisation sowie Aussagen über die Oxidation der Strukturen. Referenzen: [1] T. Mchedlidze, T. Arguirov, S. Kouteva-Arguirova, M. Kittler, R. Rölver, B. Berghoff, D. Bätzner and B. Spangenberg, Phys. Rev. B 77 (2008) R

95 P30 Magnetic behavior of embedded antiferromagnetic elements in remanence R. Neb 1, P.A. Beck 1, T. Sebastian 1, P. Pirro 1, B. Hillebrands 1, R. Schäfer 2, B. Reuscher 3, M. Kopnarski 3 1 Technische Universität Kaiserslautern, FB-Physik, AG Magnetismus, Erwin-Schrödinger-Straße, Gebäude Kaiserslautern 2 ROBEKO, Rolf Schäfer Beschichtungskomponenten, Ackerwiese 14, Münchweiler 3 IFOS GmbH, Trippstadterstr. 120, Kaiserslautern Corresponding author: Roland.Neb@gmx.de By using focused ion beam irradiation on an antiferromagnetically coupled Fe/Cr/Fe trilayer we create antiferromagnetically coupled elements in a ferromagnetically coupled environment, leaving the topography of the sample mainly unaltered. Squares of different sizes were patterned and analysed via magneto-optic Kerr magnetometry (MOKE) and magnetic force microscopy (MFM). Larger squares show the typical flecked pattern of antiferromagnetically coupled elements, while squares with a size of less than 4 µm are coupled ferromagnetically. The intermediate region is dominated by stripe-like domains exhibiting ferromagnetic coupling on two of the four edges. The width of the stripes is determined to be 1.8 µm, independently of the size of the surrounding square. The meeting of the stripes in the center of the square leads to a complete ferromagnetic coupling. 95

96 P31 Characterisation of natural aluminium oxide layers using XPS J. Zähr 1, S. Oswald 2, M. Türpe 3, H.-J. Ullrich 1, U. Füssel 1 1 TU Dresden, Institute of Surface and Manufacturing Technology, Joining Technology and Assembly, D Dresden, Germany 2 IFW Dresden, P.O.-Box , D Dresden, Germany 3 Behr GmbH & Co. KG, Siemensstraße 164, D Stuttgart, Germany Corresponding author: julia.zaehr@tu-dresden.de Aluminium materials are often used in practice because of their combination of mean density and good corrosion resistance. The resistance to corrosion is based on the dense natural aluminium oxide layer. This layer is formed at the aluminium surface due to a reaction of aluminium with oxygen within seconds. The amorphous layer, which is arranged directly at the metallic interface, is the so-called barrier layer (Al 2 O 3 ). At the transition of the barrier layer to the environment a porous and hydrous layer is formed which can consist of gelatinous boehmite or bayerite. For bonding of aluminium materials a defined layer at the surface is necessary. In contrast to this the oxide layer has to be removed for brazing or welding. Because of the influence of the layer for joining technology, the composition and the thickness of the oxide layer has to be known. The analysis of the natural layer is challenging because of the very small thickness of 2-3 nm. One method to analyse such thin films is X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), because the measurement signal derives from a depth of only some nm and an analysis of both oxide and metallic Al parts are possible using chemical peak shifts. In the present investigation we distinguish between the Al 2p-signal from the metallic substrate and the oxide/hydroxide signal from the oxide layer by peak fit procedures. However, a direct differentiation between aluminium oxide and hydroxide was not possible here via the peak positions both in the Al 2p and the O 1s signals. Despite using monochromatic X-ray excitation for reaching good energy resolution for the expected small peak shifts, the identification of the peak positions at our technical surfaces was additionally complicated by charging processes in the not electric conductive Al 2 O 3. To distinguish between oxide and hydroxide Al-O-compositions the ratio between the Al bound in oxide form and the amount of O was considered. With the help of this ratio in the surface layers we could distinguish between Al 2 O 3 and Aluminium hydroxide. Additionally the thickness of the layers was calculated for the characterisation of the surface from the oxide and metal Al-peak ratios and appropriate attenuation lengths for the electrons. This method was applied for a series samples of Al-material stored under different climate conditions. 96

97 P32 Untersuchungen zum Korrosionsverhalten von DLCbeschichteten Mg-Legierungen für biomedizinische Anwendung S. Hennings, F. Junge, A. Schütz, P. Fedtke, J. Heeg, und M. Wienecke Institut für Oberflächen- und Dünnschichttechnik, Hochschule Wismar Kontakt: Für temporäre Implantate für Medizintechnische Anwendungen sind Mg-Legierungen viel versprechend, die sich im Körperserum durch Korrosion selbst auflösen. Für Anwendungen in der inneren Medizin und Orthopädie ist dabei von Bedeutung, dass sich der Korrosionsprozess über längere Zeiträume definiert einstellen lässt. Neben der Möglichkeit, die Korrosionsbeständigkeit von Mg-Legierungen über Legierungselemente zu beeinflussen, können auch die Oberflächeneigenschaften das Korrosionsverhalten stark verändern. In dieser Arbeit haben wir den Einfluss von modifizierten, biokompatiblen DLC-Beschichtungen auf das Korrosionspotential der Magnesium-Legierung AZ31 untersucht. Für diesen Zweck wurden amorphe diamantartige Kohlenstoffschichten (a-c:h) auf AZ31, sowohl in reiner Form als auch mit Si-Zwischenschichten oder Metalldotiert abgeschieden. Dafür wurde ein PECVD Metall Sputter Hybridprozess entwickelt, bei dem das RF angeregte Argon Magnetronplasma mit Acetylen als Kohlenstoff-Precurser gemischt wird, und es wurden optimierte Prozessparameter ermittelt (Flußverhältnis, Druck, Leistung). An den beschichteten Substraten wurde die Haftfestigkeit der Schichten mittels Kratztest untersucht sowie die mechanischen Eigenschaften der Schichten (Härte, E-Modul) mittels Nanoindentation ermittelt. Die Morphologie und chemische Zusammensetzung wurde mit REM und EDX untersucht. Das Korrosionspotential wurde mittels potentiodynamischer Messungen durch Stromdichte- Potenzial-Kurven bestimmt. Die Biokompatibilität derartiger Schichten wurde anderweitig mittels in vitro Blutzelltests untersucht und publiziert [1]. Es zeigt sich, dass die Schichtdicke tendenziell zur Verbesserung des Korrosionsverhaltens führt und über den Metallgehalt die Korrosionsgeschwindigkeit beeinflusst werden kann. [1] K. Navaneetha Pandiyaraj, V. Selvarajan, J. Heeg, F. Junge, A. Lampka, T. Barfels, M. Wienecke, Young Ha Rhee and Hyoung Woo Kim: Diamond and Related Materials 19, 7-9 (2010)

98 P33 Characterisation of microscopic structures and corrosion products of Zn-Al-Mg coatings on steel by FIB, SAES and XPS M. Arndt 1, H. Itani 1, D. Stifter 1, K. Preis 2, W. Winkler 2, S. Schürz 2, M. Fleischanderl 2, C. Riener 2, G. Angeli 2 1 Johannes Kepler University Linz, ZONA and CDL-MS-MACH, Altenbergerstrasse 69, 4040 Linz, Austria 2 voestalpine Stahl GmbH, voestalpine-straße 3, 4031 Linz, Austria Corresponding author: martin.arndt@jku.at Currently new steel coatings, which exhibit improved corrosion behaviour at reduced thickness, are developed by leading European steel companies. Novel Zn-Al-Mg alloys are such promising candidates which are also compatible with the hot-dip galvanizing process. In contrast to well-studied Zn-Mg coatings, produced via physical vapour deposition, the microstructure of hot dip galvanized Zn-Al-Mg layers and their corrosion behaviour is essentially different and consequently there is a need for a detailed analysis with state of the art surfaceand nanoanalytical methods. In this work, we will present results of our studies on the microstructure of such novel Zn-Al-Mg coatings with Al and Mg concentrations up to 2 %, forming regions of primary Zn, a binary MgZn 2 Zn and a ternary MgZn 2 -Zn-Al eutectic, in its pristine and also at aged stages, as well as in different corrosion states after salt-spray tests. The analysis was carried out with high-resolution Scanning Auger Electron Spectroscopy (SAES) on cross-sections fabricated with focused-ion-beam etching (FIB) as well as on pristine and corroded surfaces with spatially and angle resolved X-ray photoelectron spectroscopy (mapping and AR-XPS). Among the findings we could determine the lateral distribution of oxides by chemical state mapping with SAES. The depth distribution was subsequently determined with sputter depth profiling. Furthermore, SAES investigations on the FIB cross sections completed the study, showing inhomogeneous penetration of the oxide towards the steel substrate. Finally, XPS maps performed on the corroded samples identified the distribution of the corrosion products on the surfaces, like carbonates and zinc chloride. Acknowledgements: The financial support by the Federal Ministry of Economy, Family and Youth and the National Foundation for Research, Technology and Development is gratefully acknowledged. 98

99 P34 Oberflächenanalytik in der Galvanotechnik Rolf Merz 1, Michael Kopnarski 1 1 IFOS GmbH, Trippstadterstraße 120, Kaiserslautern Kontakt: merz@ifos.uni-kl.de Die Oberfläche technischer Bauteile als Grenzfläche zwischen Bauteil und Umgebung ist von entscheidender Bedeutung für ihre Funktionalität. Sie wird mechanischen, chemischen, elektrochemischen oder auch thermischen Belastungen ausgesetzt. Verschmutzung, Korrosion, Erosion oder tribologische Schädigungen sind die Folge. Geeignete Schutzschichten können bei Resourcen schonendem, geringem Materialeinsatz gezielt vom Grundmaterial abweichende spezifische Eigenschaften erzeugen, die u.u. den praktischen Einsatz des Bauteils erst ermöglichen. Das Spektrum der Beschichtungstechnologien ist weit und reicht von relativ einfachen bis zu technisch höchst anspruchsvollen Verfahren. Beispiele sind Auftragen, Platinieren, Lackieren, Aufspritzen, Schweißen, Löten, Tauchen, Abscheiden aus Elektrolyten, Besputtern, Bedampfen in CVDoder PVD-Verfahren. Beispiel hoher Komplexität stellen aufwändige, galvanisch abgeschiedene Vielschichtsysteme metallbeschichteter Kunststoffbauteile dar. Die den einzelnen Schichten zugewiesenen Aufgaben reichen von der Haftvermittlung bzw. Verzahnung mit dem Grundmaterial, der Ausbildung eines tragfähigen Unterbaus, der topographischen Nivillierung, dem kathodischen Korrosionsschutz, der Kratz- bzw. Verschleißbeständigkeit bis zur Schmutzabweisung oder dem optischen Erscheinungsbild 1). Die in der Vergangenheit stark empirisch orientierte Galvanotechnik, also die Herstellung metallischer Überzuge leitender und nichtleitender Bauteile aus Elektrolytlösungen unter Ausnutzung des Transports von Ionen und Elektronen im Elektrolyten, entwickelt sich zunehmend zu einer wissenschaftsbasierten Schlüsseltechnologie. Sie nutzt mit steigender Tendenz Möglichkeiten der modernen instrumentellen Analytik, auch speziell der Oberflächen- und Schichtanalytik bei der Entwicklung neuer Produkte oder Aufklärung von Schadensfällen 1,2). Dies wird im Folgenden an ausgewählten Beispielen aus der täglichen Analysepraxis veranschaulicht. So werden hochauflösende Elektronenmikroskope zur Identifikation partikulärer sub-µm Einschlüsse, zur Schichtdickenvermessung von Schichtsystemen im Querschliff, zur Abbildung der Oberflächentopographie genutzt. Vergrabene Schichtabscheidungsstörungen werden mittels Focused Ion Beam frei gelegt und analysiert. Aber auch hoch oberflächensensitive Verfahren wie XPS oder TOF-SIMS sind gefordert. Auf frisch abgeschiedenen Schichtoberflächen bildet sich meist schnell ein oxidischer Film, der sich mit einer chemiesorbierten Wasserhaut oder Kontaminationsschicht überzieht und entscheidend das Korrosionsverhalten oder die Haftung von Folgeschichten beeinflusst. Information über die Oberflächenchemie, das Elementinventar, die chemische Spezies, die Bindungszustände bzw. Oxidationszahlen sind von entscheidender Bedeutung für das Verständnis problematischen Korrosionsverhaltens, Haftungsproblemen nachfolgender Schichten oder funktionalem Versagen. Zudem liegen häufig verschleppte Spurenkontaminationen aus galvanischen Bädern vor, die auch über Mehrschichtsysteme durch Sputtertiefenprofile verfolgt werden können. Ein gerade in jüngster Zeit häufig diskutierter und auch oberflächenanalytisch intensiv erforschter Schadensmechanismus stellt die sogenannte Russian Corrosion verchromter Kunststoffbauteile dar, die meist auf klimatische Besonderheiten und den vermehrten CaCl-Streusalzeinsatz in ehemaligen GUS Staaten zurückgeführt wird und stark abhängig von den verwendeten Cr Bädern (Cr(III) bzw. Cr(IV)) ist 3). Literatur: 1) Kanani N.: Galvanotechnik, (2009) Hanser Verlag, München Wien 2) Memmert U. und Kanani N.: Oberflächenanalytische Verfahren in der Galvanotechnik Galvanotechnik 1, (2008), p63-69, Eugen G. Leuze Verlag, Berlin 3) Pearson T., Handy S., Lakner Forst R.: Elektrochemische Untersuchungen zum Korrosionsmechanismus dekorativer Chromoberflächen durch Calciumchlorid Galvanotechnik 8, (2009), p , Eugen G. Leuze Verlag, Berlin 99

100 P35 Elektronenmikroskopische Untersuchung von amorphen SiCN Hartstoffschichten A. Sendzik, S. Schulze, M. Günther, F. Richter, M. Hietschold Institut für Physik, Technische Universität Chemnitz, Chemnitz Kontakt: Die Zweikomponentensysteme Si-C, Si-N und C-N wurden bereits vielfältig untersucht, hinsichtlich ihrer mechanischen, elektrischen sowie optischen Eigenschaften. Bei den amorphen SiCN-Verbindungen besteht das Ziel, sämtliche positive Eigenschaften der Zweikomponentensysteme miteinander zu vereinen, wie zum Beispiel die chemische Stabilität, Härte und große Bandlücke [1]. Zur chemischen Zusammensetzung und Struktur von amorphen SiCN- Schichten existieren bereits einige Untersuchungen [2]. Wir haben die Struktur der SiCN-Schicht mittels Rasterelektronenmikroskopie sowie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) charakterisiert. Die hier verwendeten amorphen SiCN Schichten wurden durch mittelfrequenzangeregte PECVD (plasma enhanced chemical vapour deposition) hergestellt. Dafür wurde eine Mixtur aus folgenden Gasen verwendet: SiH(CH 3 ) 3 (Trimethylsilan), N 2 und Ar. Die Proben unterscheiden sich in der Herstellung, hinsichtlich der Gaszusammensetzung bei der Abscheidung und hinsichtlich des Abscheidungsdrucks. Insbesondere wurden in der ersten Versuchsreihe der Trimethylsilananteil sowie der Stickstoffanteil variiert. Alle SiCN-Schichten wurden auf Siliziumsubstraten abgeschieden. Zur Vereinfachung der Probenpräparation für die Materialcharakterisierung im TEM wurden auch einige SiCN- Schichten auf NaCl (100) abgeschieden. Die ersten Untersuchungen fanden mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) statt. So wurden die Oberflächenbeschaffenheit und Morphologie der Schicht dargestellt. Für die Charakterisierung der atomaren Struktur wurde das Transmissionselektronenmikroskop verwendet. Insbesondere durch die Auswertung der Beugungsbilder wurden dabei Aussagen über die Nahordnung der Atome in der SiCN-Schicht gemacht. Durch Vergleich der experimentell gewonnen Streukurven mit Modellverteilungen konnten somit frühere Strukturvorstellung überprüft bzw. erweitert und in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen systematisiert werden. [1] R. Heyner, G. Marx, Thin Solid Films, 258, 14, (1995) [2] P. Jedrzejowski, J. Cizek, A. Amassian, J. E. Klemberg-Sapieha, J. Vlcek, L. Martinu, Thin Solid Films, 447, 201, (2004) 100

101 P36 Temperature-dependent grain growth and phase transformation in mixed anatase-rutile nanocrystalline TiO 2 films Hubert Gnaser 1,2, Jörg Lösch 2, Adam Orendorz 1, Christiane Ziegler 1,2, Lei Gao 3, Zexian Cao 3 1 Department of Physics and Research Center OPTIMAS, University of Kaiserslautern, D Kaiserslautern, Germany 2 Institute for Surface and Thin Film Analysis IFOS, Trippstadter Str. 120, D Kaiserslautern, Germany 3 Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China Corresponding author: gnaser@rhrk.uni-kl.de Nanocrystalline TiO 2 films were prepared from colloidal suspensions using a mixture of anatase and rutile TiO 2 particles. They were characterized by X-ray diffraction (XRD) and photoluminescence (PL). The as-prepared specimens exhibit the presence of both anatase and rutile crystallites with average sizes of ~30 nm and ~50 nm, respectively, as determined from their characteristic diffraction peaks in XRD. Isochronal annealing of the films for 90 min in air at temperatures of up to 1270 K effected clear structural changes: between 470 K and 870 K, the crystallite sizes do not change, with the crystallites remaining in their original phase. For annealing temperatures T a 970 K the anatase and rutile grain sizes increase, while above ~1170 K, the anatase phase disappears and only crystallites in the rutile phase of TiO 2 are observed. Their size increases further with increasing annealing temperature and reaches ~150 nm at 1270 K. Concurrently, the weight fraction of rutile changes from an initial value of ~0.09 (for K) to unity (above 1170 K). At T a = 970 K, the increase of the duration of annealing from 90 to 360 min leads to a moderate increase of the crystallite size. The results indicate that the transformation of anatase particles is governed by the concurrent occurrence of interface and surface nucleation processes. Photoluminescence spectra were recorded for pristine and annealed specimens using a He-Cd-Laser for excitation (λ ex = 325 nm). All investigated samples exhibit a distinct albeit broad PL emission at a wavelength of λ ~ 500 nm that appears to be independent of the respective preparation histories. 101

102 P37 Investigation of Boron redistribution during silicidation in TiSi 2 using Atom Probe Tomography Kirsten Wedderhoff 1, Christoph Kleint 1, Ahmed Shariq 1, Steffen Teichert 2 1 Fraunhofer CNT, Königsbrücker Straße 180, D Dresden, Germany 2 UAS Jena, Dpt. SciTec, Carl-Zeiss-Promenade 2, D Jena, Germany Corresponding author: kirsten.wedderhoff@cnt.fraunhofer.de Atom Probe Tomography (APT) is based on the field evaporation of ions from a sharp needlelike specimen. A position sensitive detector provides the spatial information of the ion hits, while, the elemental information is obtained by measuring the time of flight of these ionized atoms. The reconstruction of the analyzed tip shows the three dimensional position and the chemical identity of every detected ion. Silicides are used as a contact to gate, source/drain regions and for interconnects due to its high conductivity and good process compatibility. One general concern for device designers is the diffusion of dopants during silicidation. This eventually changes the dopant concentration at the Silicide/Si interface, deteriorating the contact resistance. In the TiN/TiSi 2 /Si system diffusion of dopants from the Si substrate, accumulation at the TiN/TiSi 2 interfaces and depletion in the silicide is well documented. In this contribution, Atom Probe Tomography is applied to a stack consisting of a TiSi 2 layer with a TiN layer on top grown by PVD followed by a subsequent annealing on a p + -doped Si(001) substrate. TEM and SIMS already offer a significant insight into structural properties and dopant redistribution. However, the data obtained by APT provides additional information for the lateral distribution of the segregated dopants, particularly on the precipitation. The analyzed sample reveals a non-homogeneous distribution and precipitation of the Boron at the TiN/TiSi 2 interface. These precipitates range from 2-6nm in diameter. A detailed investigation of these precipitates by a proximity histogram reveals a stoichiometric ratio of TiB 2. These results confirm earlier investigations on Boron accumulation. A systematic APT study for different titanium layer thicknesses has been done to investigate the process of precipitate formation in detail. A concentration profile of the layer stack reveals an additional metastable phase: TiN/Ti 1-x Si x /TiSi 2 /Si. The Boron accumulation in this metastable phase Ti 1-x Si x indicates that this phase acts as a B carrier for its diffusion to the TiN/TiSi 2 interface. 102

103 P38 Untersuchung der Sauerstoffkorngrenzendiffusion in Warmwalzblechen mittels ToF-SIMS Markus Holzweber 1,2, Markus Kriegl 3, Arno Schintlmeister 1, Dieter Paesold 3, Herbert Hutter 1 und Herbert Danninger 1,2 1 Institut für Chemische Technologien und Analytik, Technische Universität Wien, Getreidemarkt 9/164, 1060 Wien, Österreich 2 Christian Doppler Laboratorium für Diffusion und Segregation in Warmwalzblechen, Vienna University of Technology, Getreidemarkt 9/164AC, 1060 Wien, Österreich 3 Voestalpine AG, Voestalpine-Strasse 1, 4020 Linz, Österreich Kontakt: markus.holzweber@tuwien.ac.at Qualitativ hochwertiger Flachstahl ist für viele Industriesparten ein notwendiges Vorprodukt. Einer der wichtigsten Prozessschritte der Flachstahlherstellung ist das Warmwalzen. Während dieses Produktionsablaufes können Oxidationen der oberflächennahen Korngrenzen stattfinden, welche eine Weiterverarbeitung eines solchen polykristallinen Materials entscheidend beeinflussen kann. Somit hat die Kenntnis um die Diffusion von vor allem Sauerstoff eine große Bedeutung für die Stahlindustrie. Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS), eine leistungsstarke Analysetechnik für die Verteilungsanalyse von Spurenelementen in Festkörpern, ist eine geeignete Methode um solche Diffusionsphänomene zu untersuchen. Die Möglichkeit des ToF-SIMS Technologie alle Elemente gleichzeitig zu detektieren ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber anderen Analysemethoden. Auch bei der Querschliffanalyse im bildgebenden Modus hat man hier einen entscheidenden Vorteil gegenüber tiefenprofilierenden Methoden, da dabei die Abhängigkeit des Sputterkoeffizienten von der Kornorientierung vernachlässigbar ist. Anhand einer oxidierten Stahlprobe wird die Methodenentwicklung, die für verschiedenste Diffusionsprobleme verwendet werden kann, beschrieben. Ebenso werden die Probenvorbereitung, die Messbedingungen, die Datenauswertung und die Berechnung von Diffusionskoeffizienten präsentiert. 103

104 P39 Chemisch-strukturelle Charakterisierung von Metall-Polymer- Interphasen Sven Passlack, Stefan Emrich, Michael Kopnarski Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik und Forschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern Kontakt: Funktionelle, chemisch vernetzende Polymere werden im Verbund mit Metallen als leistungsfähige Werkstoffe in der Beschichtungs- und Klebtechnik eingesetzt. Die Verbundeigenschaften werden nicht zuletzt durch die chemische Zusammensetzung und die Mikrostruktur der sich in Anwesenheit der Metalloberfläche als duroplastischer Kunststoff ausbildenden Interphase bestimmt. Insbesondere bei Klebungen stellt diese Interphase oft eine Schwachstelle im Verbund dar. Mit Hilfe der Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS) und multivariater Datenanalyse (PCA) können quantitative Kennwerte zur ortsaufgelösten chemisch-strukturellen Zusammensetzung eines epoxidharzbasierten Klebstoffmodellsystems (DGEBA/DETA) bestimmt werden [1]. Am Mikrotom- Querschnitt eines Aluminium-Epoxidharz-Verbundes wird gezeigt, dass sich bei Klebstoffansätzen mit chemisch überstöchiometrisch dosiertem Härteranteil die Aminkomponenten vor allem im Bereich der Polymer-Metall-Interphase konzentrieren. Es ist ein Gradient des Harz-Härter-Verhältnisses und der Vernetzungseigenschaften in Abhängigkeit von der Distanz zur Metallgrenzschicht nachweisbar. Diese gegenüber dem Bulkmaterial veränderten Eigenschaften in der Interphase können beispielsweise durch Entmischungseffekte, die durch die Anwesenheit der Metallgrenzschicht verursacht werden, erklärt werden. Zudem wurde beobachtet, dass sich die mit ToF-SIMS gemessenen charakteristischen Intensitäten aufgrund des relativ hohen Dampfdrucks der verwendeten Härterkomponente (Diethylentriamin: 49Pa [20 C]) bei fortschreitender Verweilzeit im Hochvakuum signifikant und reproduzierbar bis zum Referenzwert für die stöchiometrische Probe verringern. Überschüssiger Härter liegt im Volumen offenbar unvernetzt in der Polymerstruktur vor, in der Interphase wird er dagegen zumindest teilweise in das polymere Netzwerk eingebaut. [1] S. Passlack, A. Brodyanski, W. Bock, M. Kopnarski, M. Presser, P.L. Geiss, G. Possart, P. Steinmann: Chemical and structural characterisation of DGEBA-based epoxies by Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (ToF-SIMS) as a preliminary to polymer interphase characterisation. Analytical and Bioanalytical Chemistry 393: ,

105 P40 Oberflächen- und Schichtanalyse zur Charakterisierung ultraschallgeschweißter Leichtbaustrukturen aus Aluminium/C-Faser-Kunststoff-Verbunden Emrich S. 1, Balle F. 2, Brodyanski A. 1, Kopnarski M. 1, Eifler D. 2 1 Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik und Forschungsschwerpunkt AME 2 Lehrstuhl für Werkstoffkunde (WKK) und Forschungsschwerpunkt AME, TU Kaiserslautern Kontakt: emrich@ifos.uni-kl.de Multi-Material-Systeme aus Aluminium und carbonfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen ermöglichen insbesondere im Luft- und Kraftfahrzeugbau innovative hybride Leichtbaustrukturen. Zum stoffschlüssigen Fügen dieser artfremden Werkstoffe wurde an der TU Kaiserslautern insbesondere das Ultraschallschweißverfahren erfolgreich weiterentwickelt. Im Rahmen der DFG-Forschergruppe 524 Herstellung, Eigenschaftsanalyse und Simulation geschweißter Leichbaustrukturen aus Metall / Faser-Kunststoff-Verbunden werden mit Hilfe moderner Oberflächen- und Schichtanalysemethoden die mechanischen und chemisch-strukturellen Eigenschaften der sich im Verbund ausbildenden Grenzschicht zwischen Metall und thermoplastischer Matrix des CFK charakterisiert. Neben der Beschreibung der Oberflächentopografie unterschiedlich vorbehandelter Aluminiumoberflächen durch Weißlichtinterferometrie (WLI) werden die geschweißten Metall/CFK-Grenzschichten mittels Focused Ion Beam-Präparation (FIB) sowie der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und ausgewählter spektroskopischer Verfahren strukturell auf einer sub- µm-skala charakterisiert. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass die in Folge mechanischer und/oder chemischer Vorbehandlungsverfahren eingestellte Oberflächenmorphologie der Aluminiumfügeteile einen signifikanten, positiven Einfluss sowohl auf die Festigkeit als auch auf die Langzeitbeständigkeit der ultraschallgeschweißten Werkstoffverbunde besitzt. Insbesondere die durch einen Beizprozess erzeugte, auf nm-skala filligran strukturierte Aluminiumoxidschicht erhöht die Zugscherfestigkeit gegenüber dem Referenzwert gemessen an Verbunden mit unvorbehandelten, walzblanken Al-Fügeteilen, um ein Drittel. Auf der Basis eines Modells zur geometrischen Beschreibung der Oxidstruktur kann mit Hilfe der TEM/EDX-Analysen der Füllgrad des Polymers innerhalb der Oxidschicht bestimmt werden. Es zeigt sich, dass die bei der Vorbehandlung erzeugten Poren bis zu ca. 40% mit Polymer gefüllt sind und sich dadurch eine verbundwerkstoffartige Grenzzone zwischen Metall und Kunststoff ausbildet. 105

106 P41 Einfluss von Sauerstoff auf die Wasserstoffabsorption und auf Segregationsprozesse bei TiMn 2 -Metallhydriden Mark Schülke 1, Gábor Kiss 2,Hubert Paulus 3, Martin Lammers 3, Karl-Heinz Müller 1,3 1 Fachhochschule Südwestfalen, Abt. Soest, Lübecker Ring 2, Soest, Deutschland 2 Technische Universität Budapest, Atomphysikalisches Institut, H-1111 Budapest, Budafoki út 8, Ungarn 3 Institut für Technologie- und Wissenstransfer (TWS), Lübecker Ring 2, Soest, Deutschland Kontakt: m.schuelke@fh-swf.de Im Zuge der wachsenden Bedeutung von Wasserstoff als Energieträger für eine nachhaltige Energieversorgung steht unter anderem die Frage nach seiner effektiven Speicherung und seinem Transport zunehmend im Fokus von Forschung und Entwicklung. Es gilt, eine hohe Speicherdichte bei maximaler Sicherheit zu erreichen. Metallhydride bieten hier eine höchst interessante Alternative zu Druck- oder Flüssiggasspeicherung, da sie Wasserstoff mit hoher volumetrischer Dichte und bei relativ niedrigen Drücken reversibel absorbieren. Die untersuchte Metallhydridlegierung vom Typ TiMn 2 wird in Form von Flakes geliefert und ist mit einer Oxidschicht von 15 bis 20 nm bedeckt, was mittels Sekundär-Neutralteilchen- Massenspektrometrie (SNMS) und Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie (XPS) gezeigt wird. Diese Oberflächenkontamination verhindert zunächst eine Wasserstoffaufnahme durch das Material. Erst ein Zyklus, der aus Heizen in Wasserstoffatmosphäre besteht, bewirkt eine Aktivierung des Metallhydrids bzgl. der Wasserstoffabsorption, wie Messungen in einer Hochdruck- Beladungsanlage (sog. KDI-Anlage) zeigen. Hierbei scheint der Zerfall des Materials in feines Pulver die entscheidende Rolle zu spielen. Wird das bereits aktivierte Material wieder Sauerstoff ausgesetzt (wie es z.b. in der Praxis durch Restgasverunreinigungen im Arbeitsgas passieren kann), so bewirkt dies eine zunehmende Passivierung, die sich in einer Abnahme der Speicherkapazität zeigt. Vor allem die kumulierte Expositionszeit spielt in diesem Zusammenhang eine entscheidende Rolle. Ergänzende Messungen mit Thermischer Desorptionsmassenspektrometrie (TDMS) zeigen, dass schon bei kleinen Sauerstoffdosen die folgende Adsorption von Wasserstoff an der Probenoberfläche empfindlich gestört ist. Da Physisorption und dissoziative Chemisorption entscheidende Teilschritte des gesamten Absorptionsprozesses sind, lassen diese Erkenntnisse Rückschlüsse auf das Verhalten im Hochdruckbereich zu. Eine erneute Aktivierung des passivierten Pulvermaterials ist nicht mehr möglich. Dies zeigt einmal mehr, dass der anfangs beobachtete Zerfall in feinste Körner (Durchmesser: 15 bis 20 µm) und die damit verbundene Schaffung frischer, unkontaminierter Oberflächen der entscheidende Effekt bei der Aktivierung sind. Liegt das Material bereits in diesem Pulverzustand vor und zerfällt nicht weiter, so kann es bei Kontamination nur neu eingeschmolzen werden. Zusätzlich wird der Effekt von Sauerstoffexposition auf die Oberflächenzusammensetzung des Metallhydrids untersucht. Mit Hilfe von SNMS können Anreicherungen der Legierungsbestandteile Titan und Zirkon beobachtet werden, die als Haupthydridbildner eine wichtige Rolle bei der Absorption spielen. Reaktionsinduzierte Segregation ist hier offensichtlich der entscheidende Mechanismus, und über die Betrachtung der entsprechenden Gibbsschen freien Energien können die beobachteten Anreicherungen erklärt werden. 106

107 Autorenverzeichnis A Abu Samra, H Adolphi, B Aeschlimann, M....25, 87, 89 Alnabulsi, S Altenhof, A Angeli, G Arndt, M Aronov, I Assmann, W B Bachmann, G Balle, F....39, 105 Barbey, R Baumgärtner, H Beck, P.A Beer, H Bender, M Bengtson, A Berger, O Berghoff, B Berneike, W Betz, W Binder, J.-R Blavette, D Böhme, D , 74 Boonrod, K Bozek, P Breitenstein, L Brodyanski, A...39, 105 Bruder, I... 27, 93 Bruns, M , 86 Buchmayr, M C Cadel, E Cao, Z Caudano, Y Cecchet, F Champagne, B Chapon, P Chen, F Ciba, T D Danninger, H Deconihout, B Demokritova, J Denecke, R....41, 67, 68 Deraed, C Detzel, T Duguay, S E Eggert, T Ehrenberg, H Ehrke, H.-U Eicke, A Eifler, D...39, 105 Eisaki, H Emrich, S... 39, 104, 105 Engin, S Ernst, S F Fedtke, P Feng, D.L Fiedler, A Fingerle, M Fink, R Fischer, K Fischer, W.-J Fleischanderl, M Friedbacher, G Füssel, U Fuhrmann, B G Gao, L Gesswein, H Geyer, N Glass, R Gnaser, H Graf, K Günther, M Guillot, J Gunst, U Guthmuller, J H Haag, M Hammond, J Hannig, M... 34, 80 Hariskos, D Hartmüller, J Hasse, B Heeg, J Hefele, R.M

108 Hellweg, S Heneka, B.E Heneka, M.J Hennings, S Herzenstiel, I Hesse, R... 67, 68 Hietschold, M Hildebrand, J Hillebrands, B Hirth, S Hoff, M Hoffmann, H Holzweber, M Homonnay, N Horréard, F Hoth-Hannig, W , 80 Huber, C Hug, H.J Huth, M Hutter, H....35, 44, 103 I Ilin, E.A , 72 Itani, H J Janssen, S Jia, M Jiang, X Junge, F K Kakudji, E Kayser, S Keckes, J Kehrbusch, J Kirch, J... 34, 80 Kiss, G...46, 106 Kleint, C Klok, H.A Koehler, O Kolbe, N Kolizsvari, S Kollmer, F Kollmus, H Kopnarski, M , 39, 73, 75, 84, 95, 99, 104, 105 Körber, N Kowalewski, Ph Krajewski, T Krczal, G Kriegl, M Krivec, S Kuhn, M L Lach, S....42, 43, 82, 88, 93 Lammers, M....46, 106 Laux, M... 87, 89 Leipner, H.S , 94 Leiste, H Leonhardt, M Leson, A Lindner, H Lis, D Long, N Lösch, J...75, 101 Lüders, A...34, 83, 85 Lummerstorfer, T Lyapin, A M Mack, P Maier, G Majkova, E Makowski, S Mathias, S Mayer, J Mchedlidze, T Merz,R Meyer, C.-F Michaelsen, C Mikhailova, D Moellers, R Moulder, J Müller, C...34, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85 Müller, K.-H....46, 106 N Naghavi, S.S Neb, R Nehm, R Niehuis, E O Oesterschulze, E , 72 Oltersdorf, A Oppeneer, P Orendorz, A...38, 101 Oswald, S... 90, 96 P Paesold, D Pareige, P Passlack, S

109 Paul, D Paul, W Paulus, H...46, 106 Peiker, P Peremans, A Pesch, P Philippi, T Pirro, P Poerschke, D Poll, G Preis, K Q Quitmann, Ch R Raabe, J Rading, D Radzio, B... 71, 72 Raman, S Reichel, P Reichelt, M Reis, A Renaud, L Reuscher, B Richter, F Riener, C Ripperger, S Roczen, M Röhl, H Roll, U Rudloff, M Rueckel, M Ruffing, A... 87, 89 S Samtleben, T Sarkar, I... 87, 89 Sauther, J...42, 43, 88 Schaaf, P Schade, M Schäfer, G Schäfer, R Scheiba, F Scheibe, H.-J Schintlmeister, A Schmid, I Schmitt, F....42, 43, 82, 88, 93 Scholz, D Schülke, M...46, 106 Schürz, S Schütz, A Schulze, S Sebastian, T Seifert, A Sendzik, A Senftleben, O Sevenig, F Shariq, A Shylesh, S Sicking, J Siffalovic, P Smets, Y Sohar, C.R Solovyeva, V Spieß, L Stemme, F Stifter, D Straif, C Streber, S Streubel, P Stüber, M T Teichert, G Teichert, S Tempez, A Thiel, W.R Thiry, P.A Trouillet, V Türpe, M U Ullrich, H.-J Ulrich, S Umanskaya, N V Vacano von, B Vad, K Valle, N Vegso, K Vogel, M W Wagner, C Wagner, G Wahl, M , 49 Wald, J... 34, 79 Wang, L Warta, W Wedderhoff, K Wedlich, D Wei, J Weihnacht, V Wenclawiak, B.W

110 Wengenroth, M Weyler, S White, R.G Wickert, S Wienecke, M Wiesmann, J Wilhelmi, M Wilke, M Windeln, J Winkler, W Witte, W Wöckel, C Y Yoshida, Y Z Zabel, W.-R Zähr, J Zhang, Y Ziebert, C Ziegler, Ch.34, 42, 43, 76, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 88, 93,

111 Firmenaustellung Alphabethisches Ausstellerverzeichnis Standplan 111

112 Firmenanschrift / Internet Analyticon Instruments GmbH Dieselstr. 18 D Rosbach Attocube systems AG Königstr. 11a D München Bruker Nano GmbH Schwarzschildstr. 10 D Berlin Cameca GmbH Carl-von-Linde-Str. 42 D Unterschleissheim Eurovacuum B.V. Wilgenweg 19b 3421 TV Oudewater Netherlands Hiden Analytical Vertr. f. Deutschland Vacua GmbH Niedmannweg 13 D Kochel HORIBA Jobin Yvon GmbH Neuhofstr. 9 D Bensheim Hositrad Deutschland Lindnergasse 2 D Regensburg HSR Vakuum GmbH Hauptstr. 103b D Oestrich-Winkel IfG Institut for Scientific Instruments Rudower Chaussee 29/31 D Berlin ILMVAC GmbH Am Vogelherd 20 D Ilmenau www. ilmvac.de Stand-Nr

113 Firmenanschrift / Internet Incoatec GmbH Max-Planck-Str. 2 D Geesthacht Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik GmbH Trippstadter Str. 120 D Kaiserslautern ION-TOF GmbH Heisenberg Str. 15 D Münster Keyence Deutschland GmbH Siemensstr. 1 D Neu-Isenburg Kratos Analytical Ltd. Weingasse 39 D Eppstein NanoAndMore GmbH Steinbühlstr. 7 D Wetzlar OERLIKON Leybold Vacuum GmbH Bonner Str. 498 D Köln Omicron NanoTechnology GmbH Limburger Str. 75 D Taunusstein Omnivac Espensteigstr. 16 D Kaiserslautern PCS Gerstl Veltenstr. 18 D Dachau Physical Electronics GmbH Fraunhofer Str. 4 D Ismaning PREVAC sp. z o.o. ul. Raciborska 61 PL Rogow Stand-Nr

114 Firmenanschrift / Internet RJL Micro&Analytic GmbH Im Entenfang 11 D Karlsdorf-Neuthard Rolf Schäfer Beschichtungskomponenten Ackerwiese 14 D Münchweiler Smart CAE Am Mitterfeld 3 D München SPECS GmbH Voltastr. 5 D Berlin Staib Instrumente GmbH Hagenauer Str. 22 D Langenbach Tascon GmbH Heisenbergstr. 15 D Münster Thermo Fisher Scientific Im Steingrund 4-6 D Dreieich VACOM Vakuum Komponenten und Messtechnik GmbH Gabelsbergstr. 9 D Jena Varian Deutschland GmbH Alsfelder Straße 6 D Darmstadt VAT Deutschland GmbH Am Hochacker 4, D Grasbrunn VG Scienta Ltd. Mannsell Road, Castleham Industrial Estate, Hastings TN38 9NN, UK Stand-Nr

115 Standplan Ausstellungsfläche Atrium Standplan Ausstellungsfläche Ebene 2 115