Die Arbeitsschwerpunkte der AG Buck liegen zum Einen auf der Abscheidung und Charakterisierung von selbstorganisierten Nanostrukturen – z.B. Graphen, Nanowalls (MoS2, Kohlenstoff), Ultrananokristalliner Diamant sowie amorphe Strukturen und zum Anderen auf Oberflächenmodifikationen von Nanomaterialien mittels Plasmen (Aktivieren, Ätzen,..). Die Arbeiten sind eingebettet in das Verbundprojekt CeNIDE (Center for Nanointegration Duisburg-Essen) sowie in NETZ (NanoEnergieTechnikZentrum).

Das Spektrum reicht dabei von reiner Grundlagenforschung bis zu industrieller Anwendung, wobei im Bereich der Grundlagenforschung ein wissenschaftlicher Überlapp mit anderen Arbeitsgruppen der Fakultät für Physik (z.B. Oberflächenphysik) gegeben ist und im Bereich der Anwendungen Kooperationen insbesondere mit Arbeitsgruppen aus der Fakultät für Ingenieurwissenschaften bestehen (die sich auch in gemeinsamen Drittmittelprojekten widerspiegeln).

In jüngster Zeit hat die Modifikation von Oberflächen durch Niederdruck- und Atmosphärenplasmen zunehmend Bedeutung in der wissenschaftlichen Ausrichtung der Arbeitsgruppe gewonnen. So bietet die Plasmabehandlung weitere Möglichkeiten zur Aktivierung und Modifikation von Oberflächen und somit zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften für eine Anwendung. Die ausgezeichnete Ausstattung mit Plasmaanlagen, die sich durch unterschiedliche Teilchendichten und –energien voneinander abheben, ermöglicht dabei die systematische Untersuchung der Vorgänge an den Substratoberflächen und die Optimierung der Plasmabehandlung an eine technologische Aufgabenstellung. Aktuelle Forschungstätigkeiten auf diesem Gebiet beinhalten unter Anderem auch Aufgabenstellungen, die sich aus der Teilnahme am Verbundprojekt CeNIDE (Center for Nanointegration Duisburg-Essen) sowie NETZ (NanoEnergieTechnikZentrum) ergeben. So werden beispielsweise die Oberflächen von Bipolarplatten für Brennstoffzellen im Hinblick auf Benetzungseigenschaften mittels Plasmabehandlung optimiert.

Die apparative Ausstattung umfasst Anlagen für praktisch alle gängigen plasmagestützten Beschichtungs- und Oberflächenmodifikationsverfahren (Elektronenstrahlverdampfung, DC- und RF-Magnetronsputtern, anodischer- und kathodischer Lichtbogen, RF-ICP/CCP sowie Mikrowellen-Plasma CVD und Hot Filament-CVD) - darunter auch speziell in der Arbeitsgruppe entwickelte Quellen.

 

Für die Plasmadiagnostik stehen Massenspektrometer, Energie-analysatoren, energieauflösende Massenspektrometer ("Plasma-monitor"), Langmuirsonde und OES (im Sichtbaren und im IR) zur Verfügung. Die Schichtanalytik umfasst REM, STM, XRD, FT-IR, Mikro-Raman, Hall-Effekt, Ellipsometer, Profilometer sowie in der Arbeitsgruppe entwickelte Apparaturen zur Messung der mechanischen Spannungen und der Haftung. Zusätzlich ist im Rahmen des NETZ (NanoEnergieTechnikZentrum) Projektes bereits ein hochauflösendes SIMS vorgesehen, welches in Zukunft der Arbeitsgruppe zur Verfügung stehen soll.