Oberflächenbilder

Oberflächenbilder sind Bilder, die die Oberfläche einer Materialprobe abbilden und dabei deren Topografie, Textur und Morphologie sichtbar machen. Sie dienen der Beschreibung von Oberflächeneigenschaften wie Rauheit, Struktur, Defekte oder Beschichtungen. Oberflächenbilder entstehen, indem Bildgebungsverfahren eingesetzt werden, die die Oberflächenkontraste abbilden, oft im Mikro- oder Nanometerbereich.

Zu den wichtigsten Techniken gehören die Lichtmikroskopie, einschließlich konfokaler Mikroskopie, die mit sichtbarem Licht oder Fluoreszenz arbeitet. Die Rasterelektronenmikroskopie (REM) liefert hochauflösende Topographiebilder sowie chemische Kontraste, während die Rasterkraftmikroskopie (AFM) und die Rastertunnelmikroskopie (STM) echte Oberflächenhöhenprofile bis in den Nano-Bereich ermöglichen. Darüber hinaus werden Interferenz- oder Profilometrieverfahren eingesetzt, um Höhenprofile und die Oberflächenrauheit quantitativ zu bestimmen.

Anwendungen finden sich in der Materialwissenschaft, Qualitätskontrolle, Tribologie, Halbleiter- und Beschichtungstechnik, Geologie und Biologie, wo Oberflächenprozesse oder Oberflächenstrukturen von zentraler Bedeutung sind. Oberflächenbilder dienen sowohl der qualitativen Beurteilung als auch der quantitativen Charakterisierung, zum Beispiel in Bezug auf Rauheit, Korngrenzen, Rissbildung oder Beschichtungsdicke.

Bei der Erstellung von Oberflächenbildern spielen Probenvorbereitung, geeignete Abbildungsbedingungen, Kalibrierung der Instrumente sowie Skalierungsangaben eine wichtige Rolle. Da jedes Verfahren unterschiedliche Kontraste erzeugt und unterschiedliche Informationstiefen liefert, müssen Befunde im Kontext der verwendeten Methode interpretiert werden.