Dynamik der Transportprozesse bei Strukturbildung und -wandlung mesoskopisch-periodischer Oberflächengitter aus Polymerfilmen

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Im beantragten Projekt soll die Strukturbildung, -löschung sowie Modifikation der Grenzflächenwechselwirkungen mesoskopisch-periodischer Oberflächengitter untersucht werden, die in dünnen organischen Filmen bestehend aus photosensitiven Polymersystemen eingeschrieben, umstrukturiert sowie gelöscht werden können. Für diese Untersuchungen werden röntgenamorphe Systeme unterschiedlicher azobenzenhaltiger und anderer photochromer Seitenkettenpolymere als dünne Filme präpariert und deren Oberfläche durch Einschreiben eines optischen Hologramms mit linear oder zirkular polarisiertem Licht definierter Wellenlänge bzw. durch Photopolymerisation strukturiert.Untersucht werden soll die Topologie und Morphologie der photochemisch induzierten Oberflächenstruktur sowie die mikroskopischen Triebkräfte, die im Inneren der Polymerfilme zu der lateralen Oberflächenstrukturierung führen. Die Charakterisierung der Polymeroberflächen (Rauhigkeit, Periodizität der Gitter) soll mit Methoden der kohärenten und diffusen Röntgenstreuung und die intrinsische Dichtemodulation mit Methoden der kohärenten Lichtstreuung (VIS) als Funktion der Temperatur und (bei dynamischen Prozessen wie Einschreiben oder Löschung des Gitters) der Zeit erfolgen. Dadurch sollen Zusammenhänge zwischen dem photophysikalisch induzierten molekularen Stofftransport und den daraus resultierenden Obrflächeneigenschaften sowie den mesoskopischen Grenzflächenwechselwirkungen hergestellt werden.Methoden, wie die Röntgenreflektometrie (XSR) und die röntgendiffuse Streuung (XDS) sind infolge ihrer Streugeometrie und der Wellenlänge extrem oberflächensensitiv. Sie lassen somit Aussagen zur Form und zur Amplitude des lichtinduzierten Oberflächenreliefs zu. Die Reflexion von sichtbarem Licht ist dagegen auf einer um 4 Größenordnungen größeren Längenskala sensitiv und soll vor allem Aussagen zur lichtinduzierten Dichtemodulation in Regionen unterhalb des Oberflächengitters dienen. Für die Analyse von kristallinen Ordnungszuständen kann auf das klassische Instrumentarium der Röntgenbeugung (GID) zurückgegriffen werden.