PVD-/PACVD-Anlage

• Fachliche Zuordnung: Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 518562099

Im Rahmen dieses Großgeräteantrags wird für Forschungszwecke eine Beschichtungsanlage beantragt, welcher als Prozesstechnik die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD, physical vapour deposition) sowie die plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PACVD, plasma assisted chemical vapour deposition) zugrunde liegt. Mit diesen Verfahren ist es möglich, eine Vielzahl von Materialien durch physikalische und/oder plasmaaktivierte chemische Prozesse auf Substraten als dünne Schicht (wenige Mikrometer Schichtdicke) abzuscheiden. Für die geplanten Forschungsvorhaben wird als PVD-Prozess das Kathodenzerstäuben (Sputtern) bevorzugt. Dabei werden Ionen eines Inertgases auf ein als Kathode geschaltetes Festkörpertarget hin beschleunigt und von diesem im Zuge einer Stoßkaskade das Beschichtungsmaterial in hauptsächlich atomarer Form herausgelöst (sublimiert), so dass das Beschichtungsmaterial ab diesem Zeitpunkt gasförmig in der evakuierten Beschichtungskammer vorliegt. Im Anschluss an eine Transportphase scheidet sich durch Kondensation dieser Atome auf dem Substrat eine feste, dünne Schicht ab. Die beantragte Anlage ist vom Hersteller für die genannten Prozesstechniken konzipiert und entspricht dem aktuellen Stand der Technik. Die Funktionalität der Schichten ist auf das Schichtmaterial und das genutzte Verfahren zurückzuführen, wobei Material- und Verfahrenskombinationen möglich sind. Schichteigenschaften und -merkmale können dabei gezielt durch Variation der Beschichtungsparameter (wie Kammertemperatur, Kathodenleistung, Substratbewegung etc.) eingestellt werden. Für die geplanten Forschungsvorhaben sind insbesondere tribologisch wirksame Schichten (Reibungs- und Verschleißreduzierung), biokompatible Schichten sowie Schichten, die die Integration von Zusatzfunktionen in Oberflächen erlauben, etwa Zustandsüberwachung, Messen oder Energy Harvesting, von Interesse. Anwendung finden sie zum Beispiel in der Antriebstechnik, Energietechnik und Medizintechnik.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: PVD-/PACVD-Anlage
• Gerätegruppe: 0920 Atom- und Molekularstrahl-Apparaturen
• Antragstellende Institution: Universität Bayreuth
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Stephan Tremmel