Einfluß der Temperatur auf die Reibungseigegnschaften von Nanokontakten

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Obwohl Reibungsphänomene eine wichtige Rolle in vielen aktuellen technologischen Anwendungen spielen, sind wichtige Fragen bezüglich der physikalischen Mechanismen der Reibung noch ungeklärt. Während bei makroskopischen Reibungsmessungen die systematische Untersuchung der Reibung durch undefinierte Kontaktflächen, Abrieb und Oberflächenverschmutzungen sehr schwierig ist, soll in diesem Projekt die Reibung eines wohldefinierten Nanokontaktes mit Hilfe der Reibungskraftmikroskopie im Ultrahochvakuum untersucht werden. Die Reibungsprozesse sollen insbesondere über ihre Temperaturabhängigkeit charakterisiert werden, weil sich darüber die verschiedenen Dissipationsmechanismen unterscheiden lassen. Es sollen die Reibungseigenschaften von Oberflächen untersucht werden, deren tribologische Eigenschaften unter wissenschaftlichen wie auch technischen Aspekten relevant sind. Einerseits wird auf den Prozess des ‚Stick-Slips’ eingegangen, der sich auf ausgewählten Materialien, wie z.B. Graphit, auf molekularer Skala messen lässt, und als einer der fundamentalen Grundprozesse der Energiedissipation gilt. Bei diesem Prozeß führt die Spitze des Kraftmikroskops diskrete Sprünge zwischen atomaren Potentialminima aus. Untersucht werden soll insbesondere der Einfluss der Temperatur auf die Statistik dieser individuellen Sprünge. Bei den meisten Materialien sieht man allerdings nicht den atomaren ‚Stick-Slip’, sondern es existieren weit komplexere Prozesse, die durch die speziellen Oberflächeneigenschaften bestimmt sind. Gegenstand weitere tribologischer Experimente in diesem Projekt sind harte Materialien mit geringem Abrieb, wie z.B. Silizium, Siliziumkarbid und NaCl.