Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Physik

Fachgebiet: Polymerphysik

Betreuer: Prof. Dr. Christoph Schick



Dipl. Phys. Mathias Ahrenberg
(e-mail: mathias.ahrenberg@uni-rostock.de )

In-situ investigation of vapor-deposited glasses of toluene and ethylbenzene via alternating current chip-nanocalorimetry

Vapor-deposited glasses of toluene and ethylbenzene have been characterized by in-situ AC chip-nanocalorimetry. The high sensitivity of this method allows the detection of small changes in the heat capacity of nanogram size samples. It is observe that vapor-deposited glasses have up to 4% lower heat capacities than the ordinary glass. The largest heat capacity decrease and the most kinetically stable glasses of toluene and ethylbenzene are observed in a range of deposition temperatures between 0.75 and 0.96 of the glass transition temperature Tg. Compared to larger molecules, deposition rate has a minor influence on the kinetic stability of these glasses. For both toluene and ethylbenzene, the kinetic stability is strongly correlated with the heat capacity decrease for deposition temperatures above 0.8 Tg. In addition, AC nanocalorimetry was used to follow the isothermal transformation of the stable glasses into the supercooled liquid at temperatures slightly above Tg.

Aufgedampfte Gläser aus Toluol und Ethylbenzol wurden mithilfe von in-situ AC Chip-Nanokalorimetrie charakterisiert. Die hohe Empfindlichkeit der Methode erlaubt die Detektion von kleinen Änderungen in der Wärmekapazität nanogrammgroßer Proben. Es wird beobachtet, dass aufgedampfte Gläser eine bis zu 4% niedrigere Wärmekapazität als gewöhnliche Gläser zeigen. Die größte Abnahme der Wärmekapazität und die höchste kinetische Stabilität der Gläser von Toluol und Ethylbenzol wird in einem Bereich von Substrattemperaturen zwischen 0,75 und 0,96 der Glasübergangstemperatur Tg beobachtet. Im Vergleich zu größeren Molekülen hat die Abscheiderate einen geringen Einfluss auf die kinetische Stabilität dieser Gläser. Sowohl für Toluol als auch Ethylbenzol ist die kinetische Stabilität stark mit der Wärmekapazitätsabnahme für Substrattemperaturen oberhalb 0,8 Tg korreliert. Zusätzlich wurde AC-Nanokalorimetrie verwendet, um die isotherme Transformation der stabilen Gläser in die unterkühlte Flüssigkeit bei Temperaturen etwas oberhalb Tg zu verfolgen.