Funktionale Schichten

Mittelfristige Arbeiten und Ziele

Der Einfluss des Ionenbeschusses auf die Erzeugung und Modifizierung dünner Schichten wird experimentell und durch Computersimulation untersucht. Im experimentellen Bereich werden gezielt In-situ-Echtzeit-Diagnostikverfahren eingesetzt, um die Prozesse detailliert zu verstehen und zu optimieren. Untersuchungen von Grundlagenprozessen beim IBAD-Verfahren und industrierelevanter Methoden wie der Magnetron-Zerstäubung werden eng miteinander verknüpft.

Neue Verfahren der Ionenimplantation, insbesondere die im Hinblick auf eine mögliche praktische Nutzung interessante Plasma-Immersions-Ionenimplantation (PIII), werden in grundlegenden und anwendungsorientierten Studien genutzt, um die mechanischen und chemischen Eigenschaften oberflächennaher Schichten metallischer Werkstoffe gezielt zu beeinflussen. Dabei stehen neben den Beziehungen zwischen Struktur und Eigenschaften verschiedene Anwendungsmöglichkeiten im Mittelpunkt der Untersuchungen.

Methoden

  • Ionenimplantation (sowohl mit linearen Beschleunigern als auch Plasma-Immersion-Ionen-Implantation)
  • Ionenstrahlgestützte Schichtabscheidung (ion beam assisted deposition, IBAD)
  • Ionenstrahlzerstäubung (ion beam sputtering, IBS)
  • Dual-Ion-Beam-Sputtering (DIBS)
  • Ionenstrahlgestützte Verdampfung (ion beam assisted evaporation, IBAE)
  • MF gepulste reaktive Dual-Magnetron-Zerstäubung


Schichtsysteme

Oberflächenmodifizierung durch Ionenimplantation

Dünnschicht-Abscheidung mit Ionenstrahlunterstützung

gepulste reaktive Magnetronzerstäubung

  • Dotierung von Halbleitern

  • Ionenstrahlsynthese von chemischen Verbindungen

  • nanoporöse Metalloberflächen

  • drug delivery - medizinische Implantate mit Pharmakareservoir in funktionellen Oberflächen

  • Hochtemperatur-Korrosionsschutz von Leichtmetalllegierungen

  • biokompatible Oberflächen von Metallen, Legierungen und oxidischen Keramiken

  • Nitrierung von austenitischen Edelstählen

  • Verschleißschutzschichten durch N-, B- oder C-Ionenimplantation

  • amorphe Kohlenstoffschichten

  • harte und elastische CNx Schichten

  • fullerenartige Schichten (CNx, BCN, anorganische Fullerene WS2, MoS2

  • c-BN Schichten

  • transparente, elektrisch leitfähige Oxide (TCO) auf der Basis von Indium-Zinn-Oxid (ITO)

  • transparentes, elektrisch leitendes aluminiumdotiertes Zinkoxid Al:ZnO

  • transparentes elektrisch leitfähiges TiO2 mittels Nb-Dotierung

  • Deckschichten von Photovoltaic-Systemen

  • Oxide mit hohem Brechungsindex, z.B. Nb2O5

 

 

 
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