Münster 1997 – wissenschaftliches Programm

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PO: Polymerphysik

PO 5: Poster: Dünne Filme

PO 5.9: Poster

Montag, 17. März 1997, 15:30–17:30, Gg

Rauschanalyse eines AFM-Cantilevers im Kontakt mit Polymerbürsten: Statische und Dynamische Profile — •Martin Gelbert, Andreas Roters, Martin Schimmel, Jürgen Rühe und Diethelm Johannsmann — MPI für Polymerforschung, Ackermannweg 10, 55128 Mainz

Bei hinreichend weichen Cantilevern ist das Rauschen einer AFM-Spitze von der Brown’schen Bewegung des Cantilevers dominiert. Die spektrale Rauschleistung hat in einer viskosen Umgebung die Form einer Resonanzkurve. Die effektive Masse, die effektive Federkonstante, der Reibungsparameter und eine eventuelle statische Kraft sind aus den Rauschspektren ablesbar [1]. Bei Eintauchen in eine gequollene Polymerbürste (PMMA in Toluol) werden diese effektiven Parameter als Funktion der Cantileverposition erhalten. Das Profil des Reibungsparameters zeigt eine langreichweitige viskose Wechselwirkung zwischen Bürste und Spitze. Das Profil der effektiven Federkonstante fällt steiler ab und zeigt die Quellung der Bürste an. Da die Federkonstante im kHz Bereich gemessen wird, entspricht sie nicht dem Gradienten der statischen Kraft. Bei hohen Eindringtiefen wird eine Frequenzabhängikeit der viskoelastischen Parameter beobachtet. Die viskoelastische Funktion kann aus den Rauschspektren abgeleitet werden.

[1] A. Roters, D. Johannsmann, J. Phys.: Condens. Mater 8, 7561 (1996)