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Weiche Materie Poster: Do., 13:00–15:30 D-P345
Röntgenkleinwinkelstreuung unter streifendem Einfall von dünnen, lamellaren
Diblockcopolymerfilmen in der Bornschen Näherung mit gestörten
Wellen
C.M. Papadakis 1 , P. Busch 2 , M. Rauscher 3 , D.-M. Smilgies 2 , D. Posselt 4
1 Physikdepartment E13, Technische Universität München, James-Franck-Str. 1, 85747
Garching – 2 Cornell University, Ithaca NY, USA – 3 MPI für Metallforschung und
Universität Stuttgart – 4 IMFUFA, Roskilde University, Dänemark
Mit Röntgenkleinwinkelstreuung unter streifendem Einfall (GISAXS) können dünne
Blockcopolymerfilme im Hinblick auf ihre mesoskopische Struktur und die Orientierung
der phasenseparierten Domänen charakterisiert werden [1]. Durch die Wahl kleiner
Einfallswinkel wird die Sensitivität für die Filmstrukturen erhöht, allerdings können
die Streubilder nicht mehr durch die kinematische Theorie beschrieben werden.
Wir haben den Streuquerschnitt für lamellare Blockcopolymerfilme in der Bornschen
Näherung mit gestörten Wellen berechnet, einer dynamischen Streutheorie [2]. Sowohl
die parallele als auch die senkrechte Orientierung der Lamellen zur Substratoberfläche
wurden berechnet und mit experimentellen Streubildern von dünnen Filmen
aus Poly(styrol-b-butadien) (PS-b-PB) Diblockcopolymeren verglichen. Die Streubilder
von Filmen mit senkrechten Lamellen zeigen Bragg rods bei den vom Bragg-Gesetz her
erwarteten Positionen. Filme mit parallelen Lamellen zeigen Intensitätsmaxima entlang
der Filmnormalen, deren Positionen durch die Beugung der Röntgenstrahlung an der
Filmoberfläche und durch Reflektion an der Film-Substrat-Grenzfläche erklärt werden
können (Abb. 1). Auf diese Art können die lamellare Orientierung im Film sowie die
Lamellendicke genau bestimmt werden.
[1] C.M. Papadakis, P. Busch, D. Posselt, D.-M. Smilgies, Adv. Solid State Phys. 44
(2004) 327.
[2] P. Busch, M. Rauscher, D.-M. Smilgies, D. Posselt, C.M. Papadakis, J. Appl. Cryst.,
erscheint im Juni 2006.
Abb. 1: Intensitätsprofile entlang
der Filmnormalen eines
PS-b-PB Films mit parallelen
Lamellen der Dicke 197 ˚A
(dünne, obere Linie). DWBA-
Modellrechnung der diffusen
Streuung (dicke Linie) sowie
Beiträge der führenden Terme
(farbige, dünne Linien).
Es wurden zwei verschiedene
Einfallswinkel gewählt.