Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl-Die Abteilung Werkstoffkunde / Analytik am Fraunhofer FEP verfügt über vielfältige Methoden zur Charakterisierung von dünnen Schichten und Oberflächen. Die Methoden und die umfangreichen analytischen Erfahrungen unserer Mitarbeiter stehen für die Produkt- und Technologieentwicklungen innerhalb unseres Institutes und als Dienstleistung für unsere Kunden zur Verfügung. Typische Anwendungsfelder sind Schichten für Optik, Sensorik, Displays, Photovoltaik, Verpackung, Korrosions- und Verschleißschutz.
Werkstoffkunde / Analytik
Struktur und Gefüge
- Hochauflösendes Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop (FE-REM), SU8000 (Hitachi)
- Ionenstrahlpräparation (BIB) von Querschnitten, Cross Section Polisher SM-09010 (JEOL)
- Metallographische Präparationstechnik (Struers) und Lichtmikroskop Polyvar 2 Met (Reichert)
- Röntgenbeugung (XRD), D8 Advance (Bruker) Phasenanalysen, Schichtspannungen, Rockingkurven, Texturanalysen mit Polfiguren
Bruch und Oberfläche einer Al2O3-Hartstoffschicht
Gefüge einer AlScN-Schicht für piezoelektrische Anwendungen
Ionenpräparierter Querschnitt einer CdTe-Dünnschichtsolarzelle
Chemische Zusammensetzung
- Energiedispersive Spektrometrie von Röntgenstrahlung (EDS), SDD Detektor Octane Elect (EDAX)
- Optische Glimmentladungsspektrometrie (GD-OES) zur Bestimmung chemischer Tiefenprofile, GD-Profiler 2 (HORIBA Jobin Yvon)
EDS-Spektrum einer AlOxNy-Schicht
GD-OES Intensitäts-Sputterzeit-Profil eines Sonnenschutzsystems mit 5 × 10 nm Silberschichten
GD-OES Konzentrations-Tiefenprofil einer AlSn-Gleitlagerschicht auf einer Bronze-Legierung
Topographie, Oberfläche und Schichtdicke
- Rasterkraftmikroskopie (AFM), NX-20 (Park Systems) zur Untersuchung der Rauheit und weiterer physikalischer Eigenschaften mit hoher lateraler Auflösung (Piezo Force Microscopy, Conductive AFM, Kelvin Probe Force Microscopy)
- Profilometrie, P15-LS (Tencor)
- Calotest (CSEM)
- Kontaktwinkel, OCA 20 (Data Physics)
AFM-Abbildung der Oberflächentopographie einer ITO-Schicht
AFM Abbildung der Oberflächentopographie einer FTO-Schicht
Untersuchung einer ferroelektrischen PZT-Schicht nach Polarisation durch Piezo Force Microscopy
Optische, mechanische und elektrische Eigenschaften
- Spektroskopische Ellipsometrie SE850 (SENTECH)
- UV/VIS/NIR-Spektroskopie, Lambda 950 (Perkin Elmer)
- Lichtstreuung, Haze-guard plus (BYK-Gardner)
- Härte- und Elastizitätsmodul, Nano Indenter XP (MTS)
- Schichtspannungen durch Messung der Durchbiegung mit Profilometer P15-LS (TENCOR)
- Haftfestigkeit durch Ritztest, MST4 (CSEM)
- Abriebbeständigkeit (Taber Abraser)
- Vierspitzenmessplatz FPP 5000 (Veeco) mit 2400 Sourcemeter (Keithley) zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit
- Bestimmung des elektrischen Widerstandes von isolierenden Schichten (SÜSS Prober mit Keithley 6487 Picoammeter)
Bestimmung optischer Eigenschaften durch spektroskopische Ellipsometrie (SE850; Sentech)
Bestimmung von Härte und E-Modul dünner Schichten durch Nanoindentation (Nano Indenter XP; MTS)
Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit (SÜSS Prober und Keithley)
Korrosions- und Klimatests
- Korrosionsprüfsystem für Kondenswasser- (DIN EN ISO 6270-2) und Salzsprühtest (DIN EN ISO 9227), SKB 400 A-SC (Liebisch)
- Klimakammer –40 ... 150 °C mit regelbarer Feuchte, SH-241 (ESPEC), z. B. Umweltprüfverfahren nach DIN ISO 9022-2
Permeationsbarriere
- Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR) nach DIN EN ISO 15106-03,
- WDDG (Brugger Feinmechanik);
Messbereich 1 × 10-3 bis 10 g/(m2d) - Aquatran Model 3 (Mocon)
Messbereich 1 × 10-4 bis 5 g/(m2d)
- WDDG (Brugger Feinmechanik);
- Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR), HiBarSens 2.0 HT (Sempa);
Messbereich 1 × 10-5 bis 10-2 g/(m2d) - Sauerstoffdurchlässigkeit (OTR) nach DIN 53380-3, ASTM D 3985-05, ASTM F 2622-08 und ISO 15105-2
- OX-TRAN 2/20 (Mocon);
Messbereich 0,1 bis 200 cm3/(m2d bar) - OX-TRAN 2/12R (Mocon);
Messbereich 0,05 bis 28800 cm3/(m2d bar)
- OX-TRAN 2/20 (Mocon);