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Präparation
Dielektrisch Behinderte Entladung - DBE
Bei Dielektrischbehinderten Entladungen (DBE) handelt es sich um Niedertemperaturplasmen, die zur Oberflächenfunktionalisierung, Beschichtung sowie zum Materialabtrag eingesetzt werden können. DBE-Plasmen zeichnen sich unter anderem durch eine niedrige Gastemperatur aus welche für gewöhnlich nur wenige Grad über Raumtemperatur liegt. Da DBE-PLasmen unter Atmosphärendruck gezündet werden können finden sie in vielen Bereichen Anwendung. So können mit dielektrisch behinderten Entladungen Kunststoffoberflächen für bessere Haftung an Metallwerkstoffen funktionalisiert, Hautkrankheiten und Wunden behandelt, halbleitende- und isolierende Dünnschichten abgeschieden sowie Oberflächen und Gase von Verunreinigungen befreit werden.
Focused Ion Beam - FIB
Mit Hilfe der FIB-Technik können definierte Einschnitte in Probenoberflächen vorgenommen werden. Die Präparationstechnik kommt vorwiegend in Rasterelektronenmikroskopen zum Einsatz. Die Erzeugung der Einschnitte erfolgt mittels Gallium-Ionen, welche über eine Ionenoptik fokussiert und auf die Oberfläche beschleunigt werden. Ähnlich wie bei REM wird der Galium-Ionenstrahl rasterförmig über die Oberfläche bewegt. Durch Energie- und Impulsübertrag kommt es zu einem Materialabtrag von der Oberfläche. Die FIB-Technik wird vor allem für Tiefenprofilanalysen eingesetzt. Hierfür wird für gewöhnlich ein stufenförmiger Einschnitt in die Oberfläche erzeugt und die Schnittkante mittels REM/EDX untersucht. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise die Elemetzusammensetzung als Funktion der Tiefe analysieren. Mittels FIB können darüber hinaus dünne Lammelen (100-300 nm) aus der Oberfläche präpariert werden, welche für STEM- und TEM-Untersuchungen eingesetzt werden können.
Physikalische Gasphasenabscheidung - PVD
Bei der Physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) handelt es sich um ein Beschichtungsverfahren mit dessen Hilfe dünne Schichten (wenige nm bis mehrere µm) eines Materials auf beliebige Materialoberflächen abgeschieden werden können. Die Präparation der Schichten erfolgt für gewöhnlich unter Vakuumbedingungen, wobei das Material zunächst beispielsweise durch erwärmen oder durch Ionenbeschuss in die Gasphase überführt und anschließend durch Kondensation auf der Substratoberfläche abgeschieden wird. Mittels PVD können fast alle Materialien von Metallen bis hin zu organischen Molekülen abgeschieden werden. In der Oberflächenphysik wird die PVD-Technik u.a.dazu genutzt um die physikalisch-chemische Wechselwirkung zwischen Atomen bzw. Molekülen und Materialoberflächen zu untersuchen.
UHV-Präparation
Für die Untersuchung physikalisch-chemischer Wechselwirkungen und Reaktionen an Oberflächen stehen in den verschiedenen Vakuumapparaturen weitere präparative Techniken zur Verfügung.
Tempern: Mittels Elektronenstoßheizung können Proben im Vakuum bis auf ca. 1500°C erwärmt werden.
Ar-Ionen-Sputtern: Ein Materialabtragsverfahren, mit dessen Hilfe sowohl Probenoberflächen von Oberflächenkontaminationen befreit als auch Tiefenprofilanalysen durchgeführt werden können.
Gasangebote: Über Gasinjektionssysteme können definiert Gase in die Vakuumkammer eingelassen werden. Dies ermöglicht z.B. die Untersuchung der Wechselwirkung bestimmter Gase mit Materialoberflächen.