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Determining thermal transitions in thin polymer layers by means of spectroscopic ellipsometry

  • Thin polymer layers have enormous technical significance as polymer coatings on materials are very cost-effective for tailoring properties of surfaces. Apart from technical aspects in their use, thin polymer layers can be used to determine dimensional aspects in properties of material, such as confinement effects. In this work, we investigated several different polymer layer materials and determined their glass transition region by means of temperature-dependent spectroscopic ellipsometry. We have optimised our fitting procedure of the ellipsometric data produced in temperature ramp experiments. By this, we could measure the dependence of Tg on the layer thickness in a wide variety of thickness values, proving the existence of confinement effects in the investigated systems. We compare numerical methods for determining the location of the glass transition and discuss the possibilities of different analysis methods when determining thermal transitions. We also discuss theThin polymer layers have enormous technical significance as polymer coatings on materials are very cost-effective for tailoring properties of surfaces. Apart from technical aspects in their use, thin polymer layers can be used to determine dimensional aspects in properties of material, such as confinement effects. In this work, we investigated several different polymer layer materials and determined their glass transition region by means of temperature-dependent spectroscopic ellipsometry. We have optimised our fitting procedure of the ellipsometric data produced in temperature ramp experiments. By this, we could measure the dependence of Tg on the layer thickness in a wide variety of thickness values, proving the existence of confinement effects in the investigated systems. We compare numerical methods for determining the location of the glass transition and discuss the possibilities of different analysis methods when determining thermal transitions. We also discuss the simultaneous existence of these transitions and annealing effects and the implications on the accuracy of the determined data.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Andreas HertwigORCiD
Koautor*innen:Hassan Omar, Marcel Gawek, Sherif Madkour, Paulina Szymoniak, Andreas Schönhals
Dokumenttyp:Posterpräsentation
Veröffentlichungsform:Präsentation
Sprache:Englisch
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.1 Oberflächen- und Dünnschichtanalyse
6 Materialchemie / 6.6 Physik und chemische Analytik der Polymere
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Ellipsometry; Polymers; Themal Transitions; Thin Films
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Veranstaltung:12th Workshop Ellipsometry 2023
Veranstaltungsort:Prague, Czech Republic
Beginndatum der Veranstaltung:18.09.2023
Enddatum der Veranstaltung:22.09.2023
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:26.09.2023
Referierte Publikation:Nein
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