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Oberflächen sind entscheidend für die Eigenschaften vieler moderner Materialien. Dies gilt besonders, wenn das Material Strukturen mit Größen im nm-Bereich aufweist oder seine Funktion auf der chemischen Wechselwirkung mit Molekülen einer angrenzenden gasförmigen oder flüssigen Phase beruht. Aktuelle Anwendungsgebiete umfassen beispielsweise die heterogene Katalyse, das weite Gebiet der Sensorik, die Kontrolle des Benetzungsverhaltens von Oberflächen und die daraus erwachsende Mikrofluidik. Eine Kontrolle der Oberflächeneigenschaften und damit der Funktion des Materials setzt eine genaue Kenntnis der Oberflächenstruktur und der Wechselwirkung von Molekülen mit der Oberfläche voraus. Eine Reihe von hochempfindlichen Verfahren liefert heute Informationen über die geometrische, elektronische oder chemische Struktur von Oberflächen. Beungungsverfahren (LEED) und Rastersondenverfahren (STM, AFM) bilden die Geometrie von Oberflächenstrukturen bis in den Bereich atomarer Auflösung ab. Die Bindung von Adsorbaten an Oberflächen wird durch Reflexion-Absorptions-Infrarot-Spektroskopie (RAIRS) und hochauflösende Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie (HREELS) sowie durch temperaturprogrammierte Desorption (TPD) aufgeklärt. Photoelektronenspektroskopie mit UV- und Röntgenstrahlung (UPS, XPS) sowie Augerelektronenspektroskopie (AES) liefern Informationen über die elektronische Struktur der Oberfläche.

Diese Winterschule führt Studierende höherer Semester und Postdoktoranden in die Grundlagen der verschiedenen Verfahren zur Charakterisierung von Oberflächen ein. Darüber hinaus werden zwei Anwendungsbeispiele (Katalysatoren und funktionelle organische Schichten) vorgestellt. Die einzelnen Themen werden jeweils in 90-minütigen Vorlesungen behandelt, um auch technische Details und Probleme berücksichtigen zu können.