Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
3D-Abbildung einer polykristallinen Diamantschicht.
Höchstauflösende 3-dimensionale Oberflächenabbildung: AFM
Rasterkraftmikroskopie (Atomic Force Microscope) AFM
Für Abbildungen mit besonders hoher Auflösung eignet sich das Rasterkraftmikroskop sowie das Rastertunnelmikroskop (AFM / STM). Dabei wird die Oberfläche mittels einer ultrafeinen Spitze, mit geringsten Kräften, abgetastet und auf diese Weise ein 3-D-Bild der Oberfläche erzeugt. Es werden laterale Auflösungen von 1–10 nm und vertikale Auflösungen von unter 1 nm erreicht. Monolagenstufen können aufgelöst werden. Die Rasterkraftmikroskopie (AFM) eignet sich besonders zur Charakterisierung extrem glatter Oberflächen. Über Reibungsmikroskopie oder Modulationstechniken lassen sich auch Materialkontraste darstellen.
Quantitative Auswertung
Vorteil des Rasterkraftmikroskopie (AFM) ist, dass man nicht nur ein »Foto« der Oberfläche erhält, sondern einen kompletten dreidimensionalen Datensatz der Oberflächentopographie. Daraus lassen sich eine Vielzahl quantitativer Informationen gewinnen:
- Rauheit
- Stufenhöhen und -breiten
- Steigungswinkel
- Korngrößen
- Skewness und Kurtosis
- Power Spectral Density u.a.
Die Daten können dem Kunden auch für eigenen Auswertungen als 3D Datensatz zur Verfügung gestellt werden.
STM-Bild einer Metall-DLC-Schicht
Die Abbildung zeigt nanokristalline Platinpartikel in einer amorphen Kohlenstoffmatrix. Die Platinpartikel haben einen Durchmesser von wenigen Nanometern, erscheinen aber in der Abbildung durch Faltung mit der Geometrie der Abtastspitze etwas vergrößert.
Polymeroberfläche
AFM-Tapping-Mode-Aufnahme einer Polymeroberfläche. Der Tapping Mode ist ein besonders schonendes Abtastverfahren, mit dem auch weiche Materialien wie Polymere schädigungsfrei abgebildet werden können.
Oberfläche eines Mikrochips
3D-Aufnahme der Oberfläche eines elektronischen Mikrochips.
3D-Aufnahmen der Oberfläche eines elektronischen Mikrochips und Vermessung der Strukturgrößen.
Glas
Lochfraß in korrodierter Glasoberfläche.