Musteroberflächen

Musteroberflächen sind Oberflächen, die vordefinierte Muster oder Texturen tragen und als Referenz- oder Prüfproben sowie als funktionale Oberflächen dienen. Der Begriff wird in verschiedenen Fachrichtungen verwendet, um Proben zu beschreiben, die eine wiederkehrende Geometrie für die Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Oberflächen und Medien, Licht oder Feststoffen ermöglichen oder der Kalibrierung und dem Benchmarking von Messinstrumenten dienen.

Gestaltung und Herstellung: Muster können regelmäßig oder quasiregular angeordnet sein und Merkmale wie Linien, Gratingstrukturen, Pillen, Vertiefungen oder Punkte aufweisen. Typische Parameter sind der Pitch, die Merkmalgröße, Tiefe und das Seitenverhältnis. Materialien umfassen Silizium, Glas, Polymere und Metalle; Muster entstehen durch Lithografie (Fotolithografie, Elektronenstrahllithografie), Nanoimprint, Laserablation, Ätzen oder Mikro-Kontakt-Druck und anschließende Abscheidung oder Lift-off.

Eigenschaften und Anwendungen: Musteroberflächen dienen der Untersuchung von Benetzbarkeit, Oberflächenenergie, Haftung, Reibung und Verschleiß; optische Eigenschaften wie Beugung und Antireflexion; sowie elektrischen oder magnetischen Reaktionen auf Oberflächen. Sie dienen außerdem als Kalibrier- bzw. Referenzstandards für Profilometer, Rasterkraftmikroskopie (AFM) und Rasterelektronenmikroskopie, was den Vergleich von Messergebnissen zwischen Laboren erleichtert.

Anwendungsbereiche: In Mikrosystemtechnik, Biomedizin, Optik, Tribologie, Oberflächenbehandlung und Sensorik unterstützen Musteroberflächen gezielte Wechselwirkungen, beispielsweise bei der Steuerung der Zelladhäsion, Benetzbarkeit, Lichtausbeute oder der Kalibrierung von Messgeräten.

Standards und Beispiele: In vielen Fachgebieten existieren standardisierte Muster- oder Referenzoberflächen, um Ergebnisse vergleichbar zu machen. Typische Beispiele sind Kalibrierfelder für Kontaktwinkelmessungen, Oberflächenrauheitsstandards oder diffraktive Muster für Messinstrumente.