Die Schwingquarz-Mikrowaage wird normalerweise zum Studium von dünnen Schichten und Adsorbaten aus der flüssigen Phase eingesetzt.  Wenn statt dünner Schichten Punkt-Kontakte vorliegen (Abb. 1), verhalten sich Schwingquarze anders als unter Schicht-Beladung.  Erstens ist die Frequenz-Verschiebung positiv.  Zweitens kommt es an der Kontakt-Stelle zu einer Spannungs­konzentration und in der Folge zu nicht-linearen Kraft-Verschiebungs-Relationen.  Am einfachsten kann man diese Nichtlinearitäten über eine Amplituden-Abhängigkeit der Frequenz-Verschiebung nachweisen und studieren.¹  Einige der Ergebnisse kann man als einen graduellen Übergang von Haft-Reibung zu Gleit-Reibung verstehen.

In einem DFG-Projekt werden diese Ansätze vertieft.  Arbeits-Schwerpunkte sind:

• Untersuchung von Third-Harmonic-Generation² zur Quantifizierung von Nichtlinearitäten auf der Nanosekunden-Skala.
• Studium von Nichtlinearitäten auf der Millisekunden-Skala mittels Intermodulations-Spektroskopie³.
• Identifikation der verschiedenen Beiträge zu den Nichtlinearitäten
  (Mikroschlupf, Erwärmung, Verschleiß, Rollreibung/Gleitreibung, …).
• Eine Untersuchung, ob „shake-down“⁴ (also eine Abnahme der Energie-Dissipation im Laufe der Zeit) auch bei oszillatorischer reibender Belastung beobachtet wird.
• Etablierung dieser Methodik, um auch weiche Schichten (wie z.B. Bio-Adsorbate) nichtlinear zu charakterisieren (Abb. 1).