Laser-Photochemie an Oberflächen – laser-induzierte Gasphasenabscheidung und verwandte Phänomene

Authors


  • Professor Hans Bock zum sechzigsten Geburtstag gewidmet

Abstract

Die strukturelle Charakterisierung von Materialien und das Maßschneidern ihrer Eigenschaften ist ein wichtiges aktuelles Thema der chemischen Forschung. Hierbei werden in den letzten Jahren vermehrt und mit vielfältigen Zielsetzungen Laser verwendet, wobei man sich den Umstand zunutze macht, daß mit Lasern die präziseste (bezüglich Energieschärfe, räumlicher und zeitlicher Auflösung etc.) Einwirkung von Energie auf Materie möglich ist. Photochemische Synthesen und Materialumwandlungen können „kalt” und damit schonend verlaufen. Die Laserchemie eignet sich zur Abscheidung dünner Filme und Schichten auf Oberflächen ebenso wie zum strukturierenden Abtragen und Ätzen und schließlich auch zur Einleitung oder Verstärkung von Reaktionen an Oberflächen. In diesem Beitrag wird zunächst eine Einführung in diese neuen Möglichkeiten gegeben, wobei auch allgemein auf Molekül-Oberflächen-Wechselwirkungen eingegangen wird und die für diese Zwecke geeigneten Laser kurz charakterisiert werden. Danach werden Beispiele betrachtet: Gasphasenabscheidung aus metallorganischen gasförmigen Verbindungen mit photoelektrischer Aktivierung der Oberfläche oder photochemischer Gasphasenaktivierung, z. B. unter Benutzung von Molekularstrahlen. Auf diese Weise können (Edel)Metallkontakte auf sehr unterschiedlichen Substraten abgeschieden werden. Statt der Abscheidung auf Oberflächen kann auch eine Nucleation in der Gasphase erfolgen, wodurch sich hochdisperse Pulver, z. B. von Siliciumcarbid, gewinnen lassen. Schließlich wird eine Ätzreaktion diskutiert; dabei dient der Laser nicht als Energiequelle sondern als analytisches Instrument zur Aufklärung eines Reaktionsmechanismus.

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