Sputterdeposition

  Urheberrecht: © I. Physikalisches Institut Sputterplasma über einem Titantarget

Sputterdeposition, Sputtern oder auch Kathodenzerstäubung genannt ist eine moderne Dünnschichttechnologie, welche zu den physikalischen Gasphasen-abscheidungen gehört, mit welcher dünne Filme verschiedenster anorganischer Materialien von wenigen Nanometern bis hinzu Mikrometern aufgebracht werden können. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit und der Möglichkeit auch großflächig zu geringen Kosten beschichten zu können, ist die Sputterdeposition in der Industrie und Forschung eine weit verbreitete Technik. Von Hightech-Vielschichtsystem wie etwa bei wärmedämmenden, kratzfesten und selbstreinigenden Architektur-verglasungen, über transparente Elektroden der Display- und Photovoltaikindustrie bis hin zu verschiedenen funktionellen Schichten in der Mikroelektronikindustrie werden verschiedene Varianten dieser Technik verwendet.

Auch wenn „Sputtern“ ein seit vielen Jahren etabliertes Verfahren in der Industrie ist, stellen die komplexen Wechselwirkungen zwischen den beteiligten Teilchen und den verschiedenen präzise einstellbaren Depositionsparametern, wie etwa Generatorleistung, Druck, Temperatur, der Gehalt an reaktiven Gasen und die dadurch einstellbaren strukturellen, optischen und elektrischen Schichteigenschaften ein sehr aktives und spannendes Forschungsfeld dar. Und auch die vorhandenen Modelle zur theoretischen Beschreibung der Prozesse sind längst noch nicht vollständig, weshalb auch die Untersuchung der Sputterprozesse selbst, heute immer noch ein äußerst lebendiges Feld wissenschaftlicher Forschung darstellt.

  Urheberrecht: © I. Physikalisches Institut Ein TCO (ZnO:Al) bei verschiedenen Sauerstoff-Partialdrücken gesputtert mit dem Übergang von oxydisch transparent zu metallisch schwarz

Aktuelle Forschungsthemen sind u.a.:

• Mehrschichtsysteme inkl. dünner Silberfilme für wärmedämmende Verglasung
• Untersuchung verschiedener transparenter, leitfähiger Oxide um das Verständnis der Gemeinsamkeiten und Unterschiede dieser spannenden Materialklasse voranzubringen
• Einfluss von Dotanden und Saatschichten auf das Kristallisationsverhalten von TiO₂ Dünnfilmen für kratzfeste, hochbrechende und temperaturstabile Beschichtungen
• Eigenschaften verschiedener Dotanden auf das High-k Material TiO₂ u.a. zur Verwendung in Superkondensatoren zur hoch effizienten Energiespeicherung

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