räumlich selektiv und lateral periodisch modifiziert werden. Je nach Wechselwirkungsmechanismus 3, Ergel
Laserstrahlung-Materie können topographische oder chemische Veränderungen hervorgerufen wit eine
werden. Für eine topographische Modifizierung muß jedoch die absorbierte Laserleistung bzw. rors
Energiedichte ¢ [J/em?] über einer materialspezifischen Schwellenenergie, der sog. wr M
Ablationsschwelle mr , liegen. =
Mit einer derartigen Strukturierungstechnik konnen unterschiedliche Muster schnell und auf
direktem Wege in unterschiedliche Materialoberflächen (wie z.B. Kupfer, Silizium, Al,O3-Keramik,
Polystyrol) eingebracht werden [5]. Eine Substratbelichtung mit einem Zweistrahlinterferenzaufbau
führt unter Ablationsbedingungen zu einem lateral periodischen Linienmuster (Bild 1). Mit Hilfe
zweier Belichtungsschritte und zwischenzeitlicher Drehung des Substrates um einen Winkel ß
können noppige Strukturen hergestellt werden (Bild 2). Regelmäßige Punktmuster können auch
direkt mit einem Dreistrahlinterferenzaufbau realisiert werden (Bild 3). Folgende Abbildungen
zeigen weisslichtinterferometrische Aufnahmen verschiedener hergestellter Oberflächenmuster in
einer Goldschicht (im Original: farbkodierte Höhenskala).
Bild 1: Linienmuster Bild 2: Protuberanzmuster Bild 3: Punktmuster
Die Überlagerungsgeometrie bzw. der Interferenzwinkel und die verwendete Wellenlänge
bestimmen dabei die Periodizität der Strukturen, wobei die Strukturtiefe innerhalb gewisser
Grenzen über die Laserparameter (Pulsanzahl, Laserleistung) gesteuert werden kann.
Zur Herstellung der Mikrostrukturen wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit Polystyrolproben
(PS) mit einer Oberflächenrauhigkeit rms von 3 nm und einer Dicke von 1,3 mm mit dem
Laserinterferenzsystem bei einer Wellenlänge von 266 nm (UV-Bereich) an Luft ohne
Vorpräparation belichtet. Aufgrund der starken Absorptionsbande des Benzolringes von PS im
Wellenlängenbereich zwischen 260-270 nm [6] absorbiert PS die eingekoppelte Photonenenergie
sehr gut und besitzt daher eine geringe Ablationsschwelle ($mr ca. 100 mJ/cm”). Eine gute
Strukturierbarkeit in diesem Wellenlängenbereich ist somit gewährleistet.
Die laserinduzierten periodischen Topographieänderungen wurden mit einem Weisslicht-
interferometer NewView100 (Fa. Zygo, USA) untersucht. Mit diesem Mikroskopieverfahren
können Oberflächen mit hoher vertikaler Auflösung dreidimensional vermessen werden. Die
Höhenauflösung des Gerätes liegt bei ca. 0,5 nm (objektivunabhängig) und die laterale Auflösung
entsprechend der Abbé-Grenze bei max. 0,46 pm.
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