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54 KAPITEL 3. EXPERIMENTELLE METHODEN
Abbildung 3.9:
a) Aufbau zur photoinduzierten Gittererzeugung unter dem Einfluss einer Korona-
Entladung. b) Schaltplan zur Erzeugung der positiven Korona-Entladung.
3.2.6 Rasterkraftmikroskopie
Eine dreidimensionale Darstellung der Oberflächentopographie von nahezu beliebigen Ma-
terialien wird durch das Rasterkraftmikroskop ermöglicht. Die Visualisierung basiert auf
Messung der Wechselwirkungskräfte zwischen Probenoberfläche und verwendeter Sonde,
die zeilenartig die Oberfläche abrastert. Als Sonde wird eine durch Ätztechniken speziell
präparierte Messspitze verwendet, die sich an einem Ende einer im Mittel 200 × 50 µm
großen Biegefeder befindet. Die Spitze verjüngt sich zu ihrem Ende hin auf eine Breite
von nur wenigen Atomen, so dass deren Krümmungsradius meist kleiner als 15 nm ist. Je
nach Betriebmodi wechselwirkt das Spitzenende während der Messung durch kurz- oder
langreichweitige Kräfte mit der Probenoberfläche, wie z.B. van-der-Waals oder elektro-
statische Kräfte [91, 92, 93].
In dieser Arbeit erfolgt die Untersuchung der Azopolymere an einem Rasterkraftmikro-
skop der Firma Quesant im sog. Wellen-Modus (wave-mode) [94]. Ein Piezoelement er-
zeugt hierbei eine externe periodische Kraft und regt damit die Biegefeder zu Schwin-
gungen nahe seiner Resonanzfrequenz an. Die Schwingungsamplitude wird mittels eines
Lasers gemessen, der von der Oberseite der Biegefeder reflektiert und von einer Photodi-
ode detektiert wird. Bei Wechselwirkung mit den Oberflächenatomen verändert sich die
Schwingungsfrequenz der Messspitze, so dass deren Amplitude gedämpft wird. Ein com-
putergesteuerter Regelkreis versucht nun die ursprüngliche Dämpfung wieder herzustel-
len, indem der Abstand zwischen Sonde und Oberfläche verändert wird. Die notwendigen
vertikalen Korrekturen der Sonde an jedem Punkt dess Scan-Bereichs werden von einer
speziellen, kalibrierten Software in ein Höhenprofil der Probenoberfläche umgewandelt.
Die AFM-Messungen in dieser Arbeit erfolgen bei Umgebungsbedingungen in der Regel
innerhalb eines Scanbereichs von 20 × 20 µm 2 bei einer Scanrate von 1 Hz .