Mikrotribologische Untersuchungen dünner Schichten unter Anwendung rastersondenbasierter Verfahren

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Im Rahmen dieser Arbeit wurden Methoden zur mikrotribologischen Untersuchung dünner Schichten unter Anwendung rastersondenbasierter Verfahren entwickelt. Ziel war es, das tribologische Verhalten sehr dünner amorpher wasserstoffhaltiger und wasserstofffreier Kohlenstoffschichten zu charakterisieren, welche als reibungsmindernde Schicht bzw. als Verschleißschutz Anwendung in Mikrosystemen (Mikroaktoren) finden können. Die vorgestellten Ergebnisse beruhen auf Nanoeindruck- und Nanoscratchexperimenten, die mit Hilfe einer Kombination aus Rastersondenmikroskop und Nanoindentor durchgeführt wurden. Der experimentelle Aufbau ermöglicht eine hochgenaue Analyse von Reibkraft und Verschleiß. Hiermit können Erkenntnisse bezüglich der Nano-Verschleißmechanismen gewonnen werden. Verschleiß kann so bis hinab zur Größenordnung einzelner Atomlagen festgestellt werden, und der Übergang von verschleißfreier zu verschleißbehafteter Bewegung kann abgebildet werden. Die Ergebnisse erlauben Rückschlüsse auf die zugrundeliegenden Reibungs- und Deformationsmechanismen von amorphen Kohlenstoffschichten. Anwendungen der entwickelten Messmethoden werden am Beispiel von mit amorphen Kohlenstoffschichten beschichteten Mikroaktor-Funktionsmustern vorgestellt.