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Weiche Materie Poster: Do., 13:00–15:30 D-P344
Instabilitäten während der Dampfbehandlung dünner Diblockcopolymerfilme:
Zeitaufgelöste Röntgenkleinweinkelstreuung unter streifendem Einfall
C.M. Papadakis 1 , D. Posselt 2 , D.-M. Smilgies 3
1 Physikdepartment E13, Technische Universität München, James-Franck-Str. 1, 85747
Garching – 2 IMFUFA, Roskilde University, DK-4000 Roskilde, Dänemark – 3 Cornell
High Energy Synchrotron Source, Cornell University, Ithaca, NY, USA
Diblockcopolymere bilden im dünnen Film durch Selbstorganisation geordnete Morphologien.
Wir untersuchen die Reaktion dünner Filme aus lamellaren Poly(styrol-bbutadien)
(P(S-b-B)) Diblockcopolymeren während der Behandlung mit Toluoldampf
mit zeitaufgelöster Röntgenkleinwinkelstreuung unter streifendem Einfall (GISAXS)
an. Die Lamellen waren zunächst entweder parallel oder senkrecht zur Substratoberfläche
[1]. Die niedrigen Messzeiten an CHESS D-line (10 s) ermöglichten Untersuchungen
der Frühstadien der Quellung.
Die Reaktion auf Toluoldampf der beiden lamellaren Orientierungen ist grundsätzlich
verschieden. Stehen die Lamellen zunächst senkrecht auf dem Substrat (Abb. 1), reagieren
sie sofort auf den Dampf: Die Filme quellen während der ersten Minuten, und es
werden zusätzlich andere Orientierungen beobachtet als die senkrechte. Beim Trocknen
des Films stellt sich jedoch die rein senkrechte Orientierung wieder ein [2]. Sind die
Lamellen zunächst parallel zum Substrat, quellen sie während der Dampfbehandlung
zunächst an. Nach einigen Minuten wird dieser Zustand jedoch instabil, was zu Undulationen
der lamellaren Grenzflächen führt. Später werden die lamellaren Grenzflächen
wieder glatt, und die Lamellen nehmen wieder ihre ursprüngliche Dicke an.
[1] P. Busch et al., D. Posselt, D.-M. Smilgies, B. Rheinländer, F. Kremer, C.M. Papadakis,
Macromolecules 36 (2003) 8717.
[2] D.-M. Smilgies, P. Busch, C.M. Papadakis, D. Posselt, Synchr. Rad. News 15 (2002)
no. 5, p. 35.
Abb. 1: 2D GISAXS Streubilder
eines Films mit senkrechten
Lamellen vor und
während der Dampfbehandlung
mit Toluol [2]. Lamellendicke
839 ˚A, Einfallswinkel
0.20 ◦ .