Navigation

Inhalt Hotkeys
Professur Chemische Physik
Univ.-Prof. Dr. R. Magerle

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Robert Magerle

Raum 2/P162 (Institut für Physik)
Tel. +49-371/531-38033
E-mail: robert.magerle@...

Sekretariat: Ivonne Schreiber, Raum 2/P161
Tel. +49-371/531-21750
Fax +49-371/531-21759
E-mail: ivonne.schreiber@...

 

Biographie:

1985 bis1991 Physikstudium, Universität Konstanz
1991 bis 1997 Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Universität Konstanz (Nukleare Festkörperphysik, bei Prof. E. Recknagel)
1995 Promotion zum Dr. rer. nat., Universität Konstanz
1997 bis1998 Postdoc, Weizmann Institute of Science (Materials and Interfaces, bei Prof. J. Klein)
1998 bis 2002 Wissenschaftlicher Assistent, Universität Bayreuth (Physikalische Chemie, bei Prof. G. Krausch)
2002 Habilitation im Fach Experimentalphysik und Ernennung zum Privatdozenten, Universität Bayreuth
2002 bis 2004 Leiter einer eigenständigen Nachwuchsgruppe, Universität Bayreuth (gefördert durch die VolkswagenStiftung)
seit 2004 Universitätsprofessor (C4), Technische Universität Chemnitz
   

Forschungsinteressen:

Zentrales Forschungsthema sind die Struktur und Eigenschaften polymerer Materialien auf dem Nano- und Mikrometermaßstab. Die  sehr oft komplexe räumliche Struktur dieser Materialien untersuchen wir mit bildgebenden Methoden wie Rasterkraftmikroskopie und Nanotomographie sowie wissenschaftlicher Bildverarbeitung. Die Nanotomographie kann mit einer Ausgrabung auf der Nanometerskala verglichen werden [1-3]: Von der zu untersuchenden Probe werden Schritt für Schritt wenige Nanometer dicke Schichten abgetragen (z.B. durch naßchemisches Ätzen, Plasmaätzen oder chemomechanisches Polieren) und nach jedem Abtragschritt wird die freigelegte Probenoberfläche mittels Rasterkraftmikroskopie abgebildet. Dabei werden sowohl die Form der Oberfläche als auch lokale Materialeigenschaften mit höchster Ortsauflösung erfasst. Aus dem Stapel von Schichtbildern mit nur wenigen Nanometern Zwischenabstand kann die räumliche Struktur der Probe mit 10 nm Auflösung rekonstruiert werden. Unsere aktuelle Forschung konzentriert sich auf teilkristalline Polymere, Blockcopolymere und biologische Materialien.

Teilkristalline Polymere, wie z.B. Polyethylen und Polypropylen, haben einen sehr weiten Anwendungsbereich. Ihre Eigenschaften können durch Herstellungs- und Verarbeitungsverfahren gezielt beeinflusst werden. Die räumliche Mikrostruktur des Materials, die ein wichtiger Parameter ist, läßt sich mittels Nanotomographie sehr gut abbilden [4,5]. Die Deformation der einzelnen Kristalle bei Dehnung des Materials verfolgen wir in Mikrozugversuchen in situ mit dem Rasterkraftmikroskop. Ergebnisse dieser Messungen sollen zu einem besseren Verständnis der Mikromechanik beitragen und als Ausgangspunkt für detaillierte Finite-Elemente-Modelle der mechanischen Eigenschaften dienen.

Blockcopolymere sind geordnete Flüssigkeiten, die Mikrophasenseparation auf der Nanometer zeigen. Typische Anwendung finden sie z.B. als Template für die Herstellung nanostrukturierter anorganischer Materialien. Sie können ferner als Modellsysteme für biologische supramolekulare Systeme dienen. Aus physikalischer Sicht interessant ist, dass sie Parallelen zu klassischen Kristallen aufweisen. In den letzten Jahren haben wir uns intensiv mit dem Einfluß von Oberflächen und eingeschränkter Geometrie auf die Mikrodomänenstruktur von Blockcopolymeren in dünnen Filmen befasst [6,7]. Wir konnten zeigen, daß die Strukturbildung analog zum Phänomen der Oberflächenrekonstruktion anorganischer Einkristalle verhält [6]. In aktuellen Arbeiten erforschen wir die Defektdynamik in Mikrodomänenstrukturen [8], die Elementarprozesse der Selbstanordnung dieser Materialien sind. Mit der Rasterkraftmikroskopie können diese Prozesse zerstörungsfrei mit 10 nm Ortsauflösung und in Echtzeit beobachtet werden [8]. Damit können insbesondere auch nichtperiodische Strukturen und Nichtgleichgewichtsphänomene, wie zum Beispiel ungeordnete Phasen und strukturelle Phasenübergänge untersucht werden.

Die an polymeren Materialien entwickelten Abbildungsmethoden versuchen wir auf biologische Materialien zu übertragen, die einen komplexen hierarchischen Aufbau besitzen. Aus materialwissenschaftlicher Sicht kann Knochen als ein Verbundwerkstoff aus anorganischen Hydroxylapatitpartikeln aufgefasst werden, die in einer organischen Kollagenmatrix eingebettet sind. Wir untersuchen die Struktur von nativem Knochen mit dem Ziel, eine routinemäßige Abbildung mittels Nanotomographie zu etablieren. Von besonderem Interesse für das Verständnis von Struktureigenschaftsbeziehungen von Knochen sowie seiner Mikromechanik ist die hochauflösende Abbildung mechanischer Eigenschaften, wie sie nur mit der Rasterkraftmikroskopie möglich ist. Dafür entwickeln wir geeignete Präparationstechniken, Ätzverfahren und Abbildungstechniken der Rasterkraftmikroskopie.
 

Ausgewählte Veröffentlichungen:

[1]  R. Magerle, Europ. Patent EP 1144989; U.S. Patent 6,546,788.
[2]  R. Magerle, Phys. Rev. Lett. 85, 2749 (2000).
[3]  C. Dietz, S. Röper, S. Scherdel, A. Bernstein, N. Rehse, R. Magerle, Rev. Sci. Instr. 78, 053703 (2007).
[4]  N. Rehse, S. Marr, S. Scherdel, R. Magerle, Advanced Materials 17, 2203 (2005).
[5]  C. Dietz, M. Zerson, C. Riesch, A. M. Gigler, R. W. Stark, N. Rehse, R. Magerle, Appl. Phys. Lett. 92, 143107 (2008). 
[6]  N. Rehse, M. Konrad, A. Knoll, R. Magerle, G. Krausch, Phys. Rev. Lett. 87, 035505 (2001).
[7]  A. Knoll, A. Horvat, K. S. Lyakhova, G. Krausch, G. J. A. Sevink, A. V. Zvelindovsky, R. Magerle, Phys. Rev. Lett. 89, 035501 (2002).
[8]  A. Knoll, A. Horvat, K. S. Lyakhova, G. Krausch, G. J. A. Sevink, A. V. Zvelindovsky, R. Magerle, Nature Materials 3, 886 (2004).