Kornaufgelöste und korrelierte Morphologie- und Reaktivitätsanalyse von Passivschichten titanbasierter Implantatmaterialien

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Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung von kombinierten SFM/SECM-Sonden mit in der Spitze integrierter Abtastelektrode für die bildgebende, örtlich höchstauflösende elektrochemische Korrosionsanalytik an Proben in Flüssigkeiten. Durch die Weiterentwicklung von selbstjustierenden Prozessen zur Herstellung von Nanoaperturen in Hohlspitzen sollen erstmals ultrakleine Nanoelektroden aus Pt oder Au von etwa 100 nm Durchmesser in einem Batch-Prozess realisiert werden. Zur Verbesserung der Haftung der Edelmetallschichten auf der dielektrischen Unterlage müssen dünne metallische Haftvermittlungsschichten eingesetzt werden, deren Einfluss auf die Signalgebung in der SECM geeignet reduziert werden muss. Neben der Nanoelektrodenherstellung ist die Isolation der die Nanoelektrode kontaktierenden Leitung auf dem Cantilever und seinem Halter ein wesentliches zu lösendes Problem. Es sollen verschiedene Passivierungsmaterialien auf ihre Eignung hinsichtlich der chemischen, elektrischen und mechanischen Eigenschaften untersucht werden. Dabei muss die bei der Abscheidung zu erwartende intrinsische mechanische Spannung so reduziert werden, dass durch die statische Verbiegung des Cantilevers keine Beeinträchtigung der Sondenfunktion auftritt. Zur Untersuchung des Einflusses der Elektrodenform auf die Signalentstehung sollen einzelne Nanoelektrodensonden durch Ionenstrahlätzen gezielt verändert werden. Zur Charakterisierung werden spezielle Kalibrierstandards entwickelt. Die Ergebnisse sollen mit den theoretischen Modellen aus der AG Wittstock verglichen und zur Optimierung der Sonden genutzt werden. Zuletzt soll die Cantilevergeometrie so angepasst werden, dass auch im dynamischen SFM-Modus (für weiche Materialien und schnelle Abbildungen) gearbeitet werden kann.