Einfluss der Glastemperatur auf die Ausbildung von Oberflächenreliefgittern in azobenzenhaltigen Polymethacrylaten

Bei der holographischen Bestrahlung von azobenzenhaltigen Polymerfilmen mit polarisierten Laserstrahlen kommt es zur Ausbildung von Oberflächenreliefgittern (OFG). Der Effekt basiert auf einem massiven Massetransport von Polymerketten weit unterhalb der Glastemperatur des Materials. Die OFG-Ausbildung ist bis zum heutigen Zeitpunkt noch nicht vollständig verstanden; es existieren zwar verschiedene Modelle, jedoch kann keiner der in der Literatur diskutierten Mechanismen alle Beobachtungen und experimentellen Befunde hinreichend erklären. Der Einfluss der Polymerstruktur auf die Effizienz der OFG-Ausbildung kann durch die systematische Variation der molekularen Parameter untersucht werden. Da bisher keine gezielten Studien vorliegen, die ausschließlich die Glastemperatur mit der Effizienz der OFG-Ausbildung korrelieren, wurden im Rahmen dieser Arbeit azobenzenhaltige Polymere hergestellt, die sich nur in ihrer Glastemperatur unterscheiden und in den weiteren strukturellen Parametern Molekulargewicht bzw. Polymerisationsgrad, Chromophorstruktur und -gehalt sowie Polymerarchitektur übereinstimmen. Der Syntheseansatz beinhaltet in einem ersten Schritt die Darstellung von Präpolymeren mittels der Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) und anschließend deren Umwandlung in die entsprechenden azobenzenhaltigen Derivate in einer polymeranalogen Veresterung. Das Ausmaß, mit dem die verschiedenen Substituenten in den Polymersystemen die Glastemperatur, das freie Volumen und damit die Beweglichkeit der Chromophore und deren Isomerisierung beeinflussen, wurde mittels der Kinetik der thermischen Rückisomerisierung UV/VIS-spektroskopisch untersucht. Diese Resultate wurden mit Untersuchungen zur photoinduzierten Chromophororientierung und Effizienz der OFG-Ausbildung in Beziehung gesetzt.