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Diese Arbeit dient dem Ziel, IR-Ellipsometrie als neue Methode zur Strukturanalyse von dünnen organischen Schichten mit Dicken von einigen nm bis zu einigen µm im Bereich der physikalischen Chemie anzuwenden. Dabei war es möglich, für dünne Polymerschichten, selbstordnende Monolagen und Langmuir-Blodgettschichten sowie für polymere Schichtenstapel die optischen Konstanten, Schichtdicken, Vermischungseigenschaften und molekularen Orientierungen zu bestimmen. Untersuchungen von inhomogenen Proben mit höherer lateraler Auflösung wurden mit Synchrotronstrahlung als Lichtquelle durchgeführt. Zur Charakterisierung von Fest-Flüssig-Grenzflächen während der chemischen Prozessierung wurde erstmalig das Verfahren der IR-Ellipsometrie mit einer elektrochemischen Zelle gekoppelt und für Problemstellungen in den Gebieten der Elektrochemie, Polymerchemie und Biophysik angewendet. Das Schalten von gemischten Polymerbürsten und das elektrochemische Wachstum dünner organischer Schichten für photovoltaische Anwendungen konnte im Detail in-situ verfolgt werden.
The target of this work is to apply IR-ellipsometry as a new method for structure analysis of thin organic films with thicknesses from a few nm to a few µn in the field of physical chemistry. For thin polymer layers, self assembling monolayers and Langmuir-Blodgett layers as well as polymeric layer stacks, it was possible to determine optical constants, thicknesses, intermixing properties and molecular orientations. Infrared synchrotron radiation served as light source for investigations of inhomogeneous samples with higher lateral resolution. For the first time, IR-ellipsometry was coupled with an electrochemical cell and was used for the research of thin films in electrochemistry, polymer chemistry and biophysics for the characterization of solid-liquid interfaces during the chemical processing. The reversible switching of polymer brushes and the growth of organic films for photovoltaic applications was in detail studied in-situ.