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Langmuir-Blodgett Filmwaage

 Gerätebeschreibung und Messprinzip

 

Die am weitesten verbreitete und seit fast einem Jahrhundert angewandte Methode zur Herstellung von Monoschichten ist das Langmuir-Blodgett (LB) Verfahren. Als erste beschrieb Agnes Pockels bereits im Jahre 1891 die Apparatur zur Herstellung von Schichten auf Wasser. Langmuir und seine Mitarbeiterin Blodgett entwickelte das Verfahren weiter. Ihnen gelang es, die Monoschichten auf speziell präparierte Glasoberflächen zu übertragen und Multischichten herzustellen.

Der Messaufbau und die Prinzipien zur Ausbildung von verdichteten Monofilmen auf einer Flüssigkeitsoberfläche (meist wässrige Lösungen) entsprechen dem der Langmuir-Pockels Filmwaage und werden hier nicht näher erläutert.

Die Langmuir-Blodgett Technik ermöglicht die Übertragung der gebildeten Filme auf beliebige Substrate. Die Beschichtung erfolgt durch das Eintauchen bzw. Auftauchen der Träger aus der Flüssigkeit, auf welche die vorgefertigte Schicht platziert wurde. Dazu wird das Substrat an dem Dipper befestigt mit dem die Auftauchgeschwindigkeit und der Übertragungswinkel zur flüssige Phase kontrolliert wird. Je nach Bedarf kann der Prozess mehrfach wiederholt werden. Auf diese Weise lassen sich Multischichten nach Maß erzeugen. Ein Vorteil dieser Methode besteht in der Möglichkeit die Multilagen mit einer definierten Anzahl an Monoschichten herzustellen. Dabei  können die einzelnen Schichten aus unterschiedlichen Substanzen bestehen, die in beliebiger Reihenfolge auf das Substrat aufgezogen werden können. Die Architektur des Schichtaufbaus kann ebenfalls durch verschiedene Übertragungstechniken (drehbare Substrathalter mit mehreren Kompressionswannen, Schäffer-Methode[112] usw.) und die Modifikation des Filmträgers (chemisch behandelte bzw. poröse Substrate) stark beeinflusst werden.

LangmuirBlodgettTrog

Abb. 1 Langmuir-Blodgett Filmwaage 611 BAM der Firma NIMA Technology.

 

LB-Trog_anima

Abb. 2 Messprinzip