PECVD/PVD Dual-Beschichtungsanlage
Final Report Abstract
Eine, für die Forschungsziele des Antragstellers adäquate, PECVD/PVD-Dual-Beschichtungsanlage wurde in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner konzipiert, die durch den Einsatz von sogenannten kalten Plasmen die Funktionalisierung von vielfältigen Substraten, bei vergleichbar geringen Temperaturen ermöglicht. So konnte bereits in ersten Versuchen gezeigt werden, dass auch temperaturempfindliche Substarte, wie z.B. Polymere oder sogar zuckerbasierte Schäume zerstörungsfrei beschichtet werden können. Durch die einzigartige Kombination von PVD- und PECVD-Methoden ist es möglich neuartige Kompositmaterialien abzuscheiden, die Anwendung in einer Vielzahl von Bereichen finden können. Darunter Photovoltaik, Sensorik, Katalyse (z.B. durch Infiltration von metallischen Nanokristallite (Pt, Pd, Au) in poröse metallische (Ni-Schäume) oder nicht metallische (Karbonisiertes Holz) Substrate) oder die Erzeugung von Wasserstoff durch photokatalytische Spaltung von Wasser. Durch die große Bandbreite an Anwendungsgebieten, der mit dieser Anlage abgeschiedenen Schichten, ergeben sich gute Möglichkeiten zur Kooperationen, sowohl universitätsintern, als auch mit Wirtschaftsunternehmen. Der bisherige Forschungsschwerpunkt lag in den vergangen Jahren auf zwei Gebieten, zum Einen die Darstellung und Optimierung halbleitender metalloxidischer dünner Schichten zur photokatalytischen Wasserstoffgewinnung und zum Anderen die Abscheidung von neuartigen Kohlenstoff-Metall Kompositmaterialien als Korrosionsschutzschicht. Solche kostengünstige Beschichtungen können z.B. Anwendung in Brennstoffzellen finden und so eine entscheidende Rolle für den Einsatz von Wasserstoff als umweltfreundlichen Treibstoff spielen. Außerdem wurden plasma assistierte Ätzverfahren entwickelt um Nanostrukturen durch Behandlung in Wasserstoffplasmen nachträglich zu modifizieren und so u.a. die katalytischen und sensor Eigenschaften zu verbessern.
Publications
- “Transparent and Scratch-Resistant C:ZrO(x) Coatings on Polymer and Glass by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition“. Int. J. of Appl. Ceram. Tec., 8, 2011, 1050
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- “Photoelectrochemical Properties of Hematite Films Grown by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition“. Int. J. Hydrogen Energ., 2012, 37, 13983 - 13988
P. Singh, A. Mettenbörger, P. Golus, S. Mathur
- “Plasma-Assisted Chemical Vapor Deposition of Fe:TiO2 Films For photoelectrochemical Hydrogen Production“. Proceeding of ICACC ’12 -January 22-27, 2012; Daytona Beach, FL, USA
A. Mettenbörger, V. Merod, A. P. Singh, H. Lemmetyinen, S. Mathur
- “Switchable Wettability in SnO2 Nanowires and SnO2@SnO2 Heterostructures’’. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 25,13835-13836
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- “High-rate and elevated temperature performance of carbon-coated electrospun V2O5 nanofibers by plasma enhanced chemical vapour deposition“. Nano Energy 2, 2013, 57-64
Y. L. Cheah, R. von Hagen, V. Aravindan, R. Fiz, S. Mathur, S. Mhaisalkar, S. Madhavi
- “Plasma-chemical reduction of iron oxide photoanodes for efficient solar hydrogen production“. Int. J. Hydrogen Energ. 39, 2014, 4828-4835
Andreas Mettenbörger, Trilok Singh, Aadesh P. Singh, Tommi T. Järvi, Michael Moseler, Martin Valldor, Sanjay Mathur
(See online at https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.01.080)
