Bestimmung der Adhäsionsenergie von Metall- und Polymerfilmen auf verschiedenen Substraten

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Die Adhäsionsenergie als Maß für die Haftung zwischen zwei verschiedenen Materialien ist eine fundamentale und wichtige Größe, deren Bestimmung bislang nur durch Methoden wie den "Kratztest" oder den "Tesafilmtest" mit großen Fehlerbeiträgen gelingt. Im vorliegenden Projektantrag soll eine neue Methode entwickelt und geeignet modelliert werden, die eine zuverlässige quantitative Bestimmung der Adhäsionsenergie gewährleisten soll. Durch Absorption von Wasserstoff in Metallfilmen bzw. kleinen Molekülen in Polymerfilmen sollen Kompressionsspannungen erzeugt werden und ihre Relaxation durch partielles Ablösen des Filmes vom Substrat, d.h. durch Faltenbildung, verfolgt werden. Diese Faltenbildung setzt erst oberhalb einer kritischen Spannung ein, aus der sich bei geeigneter Wahl und Variation der Filmdicke die Haftenergie ermitteln lässt. Wir erwarten im Rahmen dieses Projektes bestehende theoretische Ansätze überprüfen und bezüglich intrinsischer Restspannungen erweitern zu können. Neben der methodischen Entwicklung steht die Ermittlung der Adhäsionsenergie zwischen Kupfer und Saphir bei unterschiedlicher chemischer Grenzflächenzusammensetzung im Mittelpunkt des Vorhabens, wobei die gewonnenen experimentellen Werte mit theoretisch berechneten verglichen werden sollen.