Synthese von: Metallische und oxidische funktionale Oberflächenbeschichtungen und Multilayern. Beispiele Aluminosilikate, ZrO₂/W Multilayer, Al-Ti-Mischoxide.

Methode: Die Kreuzstrahllaserablation (cross beam pulsed laser deposition, CBPLD) gehört zu den Vakuumbeschichtungsmethoden zur Herstellung von funktionalen Oberflächenbeschichtungen. Mögliche Einsatzgebiete sind z.B. Schutz-Beschichtungen für chemisch, thermisch oder mechanisch stark beanspruchte Oberflächen. Der Prozess findet unter Ultrahochvakuumbedingungen oder in einer Inert- oder Reaktivgas Atmosphäre bei niedrigem Druck statt. Ein intensiver, gepulster Laser wird dazu verwendet das Ausgangsmaterial, das sogenannte Target zu zerstäuben. Daraus entsteht eine Plasmawolke, die sich mit hoher Geschwindigkeit ausbreitet und auf die zu beschichtende Oberfläche trifft. 

Besonderheiten: Durch die Überlagerung von zwei simultan erzeugten Plasmafackeln lassen sich die Stöchiometrie und die kinetische Energie der Atome bei der Schichtbildung gezielt steuern. Die Herstellung von kristallinen Phasen abseits des thermodynamischen Gleichgewichts steht hier im Fokus. Zur Kontrolle und Steuerung der Plasmaparameter ist die Anlage für den Einsatz verschiedener Methoden der Plasmadiagnostik konzipiert. Die chemische Zusammensetzung und Ionisationsgrade der Plasmafackeln werden spektroskopisch bestimmt, Verteilungen der kinetischen Energie der Plasmaspezies können mittels energieaufgelöster Massenspektroskopie ermittelt werden.

Prof. Dr. Dirk C. Meyer
Verbindungshalbleiter und Festkörperspektroskopie
Institut für Experimentelle Physik

Geräteverantwortliche: Dr. Barbara Abendroth
barbara [dot] abendroth [at] zehs [dot] tu-freiberg [dot] de