Oberflächenmodifizierung von Polymethylmethacrylat durch ...

Kapitel 4: Ergebnisse und Diskussion 78
(a) (b)
Abb. 57: AFM-Profilaufnahmen (1 x 1 µm² Scans) von Ar/O 2-plasmabehandelten PMMA-Substraten nach
300 s Behandlungszeit (Höhenskala: 70 nm)
(a) ohne Klimatest
(b) nach Klimatest #3 (55°C, 95%, 400 Stunden).
(a) (b)
Abb. 58: AFM-Profilaufnahmen (1 x 1 µm² Scans) von Ar/O 2-plasmabehandelten PMMA-Substraten nach
300 s Behandlungszeit (Höhenskala: 70 nm)
(a) ohne Klimatest
(b) nach Klimatest #4 (85°C, 30%, 360 Stunden).
Für den Rückgang der Strukturen könnte es verschiedene Ursachen geben: Beispielsweise könnte
es bei hohen Temperaturen (Klimatest #4) zum Aufschmelzen der Oberfläche kommen, wodurch
die Oberfläche verkleinert wird. Würden die Strukturen in Form von depolymerisiertem Material
vorliegen, könnte die Schmelztemperatur (Glasübergangstemperatur) durchaus kleiner sein als bei
PMMA. Dazu wäre es notwendig in weiteren Untersuchungen den Schmelzpunkt der Strukturen
zu bestimmen. Ob weiterhin auch eine chemische Reaktion mit Wasser eine Rolle spielt, müsste
ebenfalls weiterführend mittels IR-Spektroskopie untersucht werden.
Unter Verwendung einer Ionenenergie von 120 eV und einem Plasmagasgemisch aus Argon
(14 sccm) und Sauerstoff (30 sccm) hat sich eine Behandlungszeit von 300 s zum Erreichen
einer spektral sehr breitbandigen Entspiegelungswirkung als äußerst günstig erwiesen.
Mittlere Transmissionswerte von 95,5% und Streuverluste < 0,35% (420 nm bis 670 nm)
werden hierbei erreicht. Diese spektralen Eigenschaften beruhen auf der Ausbildung eines
Brechzahlgradienten, der durch eine mittlere Strukturtiefe von ≈ 245±23 nm und einer
Strukturperiode von ≈ 70±20 nm gekennzeichnet ist. Diese Strukturdimensionen erfüllen die
Anforderungen zum Erhalt eines „Mottenaugeneffektes“, wodurch die Transmissionserhöhung
auf PMMA erklärbar ist. Die optische Performance der AR-Strukturen zeichnet