Eigenschaften von Polymer-Silber-Nanokompositen hergestellt durch Co-Sputtern

Schürmann, Ulrich

In dieser Arbeit wurden Polymer-Metall-Nanokomposite durch gleichzeitiges Sputtern von Silber und Polymeren aus zwei unabhängigen Magnetron-Sputterquellen hergestellt. Durch die vernetzte Struktur und die dielektrischen Eigenschaften eignet sich PTFE zur Verwendung als Matrixmaterial. Der Metallgehalt der Kompositfilme wurde über die Messung von EDX-Intensitäten ermittelt. Die Größe der Nanopartikel wurde mit Hilfe von TEM und XRD bestimmt und liegt im Bereich von 10 nm. Die Kompositmaterialien zeigen an der Perkolationsgrenze einen schlagartigen Übergang der Eigenschaften vom polymer- zum metallähnlichen Verhalten. Der spezifische Widerstand fällt in einem Bereich zwischen 35 und 40 % Silbergehalt um mindestens neun Größenordnungen ab. Die optischen Eigenschaften ändern sich mit dem Metallgehalt. Die durch Plasmonenresonanz verursachte Absorption, die bei kleinen Füllgraden bei ca. 400 nm ihr Maximum hat und eine intensive gelbe Farbe des Kompositmaterials zur Folge hat, verschiebt sich mit zunehmendem Silbergehalt zu längeren Wellenlängen. Die Unterschiede im optischen Verhalten der Nanokomposite und der reinen Polymere lässt sich bei der Herstellung von Bragg-Reflektoren ausnutzen. Leichte Änderungen im Metallgehalt können bei den Polymer-Silber-Nanokompositen im Bereich der Perkolationsschwelle also eine drastische Änderung in den Eigenschaften bewirken, wodurch Anwendungen als Sensoren denkbar sind.

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Schürmann, Ulrich: Eigenschaften von Polymer-Silber-Nanokompositen hergestellt durch Co-Sputtern. 2006.

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