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Adhäsions- und Reibungsverhalten von Nano- und Mikropartikeln auf Siliziumwafern

Schiwek, Simon (2016):
Adhäsions- und Reibungsverhalten von Nano- und Mikropartikeln auf Siliziumwafern.
Darmstadt, Technische Universität Darmstadt,
[Ph.D. Thesis]

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde das Reibungsverhalten auf Siliziumwafern von Polystyrol-Nanopartikeln mit einem Durchmesser von 100 nm bestimmt. Dazu wurden Manipulationsexperimente mit Hilfe eines Rasterkraftmikroskopes im Peak-Force-Tapping Modus durchgeführt. Durch ein Kräftemodell wurde, unter Verwendung der zusätzlich gemessenen Adhäsionskraft, die Gleitreibungskraft zwischen den Nanopartikeln und der Oberfläche in wäsrigen Medien mit pH 2, pH 6 und pH 9 bestimmt. Darüber hinaus wurden teilweise fluoreszierende Mikropartikel mit einem Durchmesser von 2 µm erzeugt und ein Versuchsaufbau erstellt, der eine Beobachtung der Fluoreszenzpartikel während der Manipulation erlaubte. Damit war es möglich eine Rollbewegung von Mikropartikeln direkt zu beobachten und nachzuweisen.

Item Type: Ph.D. Thesis
Erschienen: 2016
Creators: Schiwek, Simon
Title: Adhäsions- und Reibungsverhalten von Nano- und Mikropartikeln auf Siliziumwafern
Language: German
Abstract:

In der vorliegenden Arbeit wurde das Reibungsverhalten auf Siliziumwafern von Polystyrol-Nanopartikeln mit einem Durchmesser von 100 nm bestimmt. Dazu wurden Manipulationsexperimente mit Hilfe eines Rasterkraftmikroskopes im Peak-Force-Tapping Modus durchgeführt. Durch ein Kräftemodell wurde, unter Verwendung der zusätzlich gemessenen Adhäsionskraft, die Gleitreibungskraft zwischen den Nanopartikeln und der Oberfläche in wäsrigen Medien mit pH 2, pH 6 und pH 9 bestimmt. Darüber hinaus wurden teilweise fluoreszierende Mikropartikel mit einem Durchmesser von 2 µm erzeugt und ein Versuchsaufbau erstellt, der eine Beobachtung der Fluoreszenzpartikel während der Manipulation erlaubte. Damit war es möglich eine Rollbewegung von Mikropartikeln direkt zu beobachten und nachzuweisen.

Place of Publication: Darmstadt
Divisions: 11 Department of Materials and Earth Sciences > Material Science
11 Department of Materials and Earth Sciences
Date Deposited: 17 Apr 2016 19:55
URL / URN: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/5364
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-53640
Referees: Stark, Prof. Dr. Robert ; Trautmann, Prof. Dr. Christina
Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: 26 February 2016
Alternative Abstract:
Alternative abstract Language

In this study, the friction behavior of Polystyrene particles on Silicon wafer surfaces was analyzed. Therefore we used an atomic force microscope to manipulate nano particles with a diameter of 100 nm in peak-force-tapping-mode. The adhesion between the particles and the surface was measured by force-vs-distance curves. A force model was developed to determine the friction forces in a liquid environment of pH 2, pH 6 and pH 9 based on this measurements. Additionally, partially fluorescent particles with a diameter of 2 µm were created. With a atomic force microscope combined with a fluorescence microscope it was possible to produce the evidence of a rolling micro sphere.

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