Oberflächenaufnahmen

Oberflächenaufnahmen bezeichnet die Gewinnung von Abbildungen oder Messdaten, die die äußere Schicht eines Objekts darstellen. Ziel ist es, Oberflächenstruktur, Rauheit, Morphologie sowie Texturen zu charakterisieren und in vielen Fällen Informationen über Schichtdicke, Beschichtungskontakt oder chemische Eigenschaften an der Grenzfläche zu gewinnen.

Zu den wichtigsten Verfahren gehören optische Methoden wie die Lichtmikroskopie, die Konfokalmikroskopie und die Weißlicht- bzw. laterale Interferometrie zur Erfassung von dreidimensionalen Höhenprofilen und Rauheitsparametern. Elektronenmikroskopische Techniken liefern höhere Auflösung: Rasterelektronenmikroskopie (REM/SEM) zeigt Oberflächentopografie; EDS-Analysen ermöglichen eine grobe chemische Einordnung. Rastertunnelmikroskopie (STM) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) ermöglichen Bildgebung auch auf atomarer bis nanometergroßer Skala; AFM erlaubt zusätzlich Kraftmessungen und Arbeiten an nichtleitenden Proben. Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) erlaubt die Abbildung von Oberflächenstrukturen in Dünnschnittpräparaten. In-situ-Varianten ermöglichen Messungen unter definierten Umweltbedingungen (Vakuum, Flüssigkeiten, Temperatur). Fokussierte-Ionen-Bearbeitung (FIB) dient der Probenpräparation sowie der Erstellung von Querschnitten oder Oberflächenmodifikationen.

Anwendungsgebiete umfassen Qualitätskontrolle in der Materialwissenschaft, Charakterisierung von Beschichtungen, Halbleiterstrukturen, Katalysatoren sowie biologische Oberflächen. Die Wahl der Methode hängt von benötigter räumlicher Auflösung, Probenbeschaffenheit und Umweltanforderungen ab. Typische Ergebnisse sind Höhen- und Rauheitskarten, Oberflächenprofile, multiskalige Bilder sowie chemische oder physikalische Charakterisierungen.