Machbarkeitsstudien für Anwendungen von dünnen Schichten und Materialien in der Industrie

Kurzzeit-Wärmebehandlung dünner Schichten

Projektlaufzeit:

01/2018 - 12/2020

Projektleitung (Fakultät):

Herr Prof. Dr. Stefan Braun (Physikalische Technik/Informatik)

Kontakt:

Herr Prof. Dr. Stefan Braun

+49 (0) 375 536 1507
Stefan.Braunfh-zwickaude

Fördermittelgeber:

SMWK

Situation

Das übergeordnete Gesamtziel des Projektes ist die Optimierung von Schichten und Materialien für Anwendungen in der Automobiltechnik, der optischen Industrie und der Energietechnik. Die fachlichen Arbeiten beinhalten Fragestellungen, die auf bereits erfolgten Untersuchungen von Grundlagen in den Bereichen der Mikro- und Nanotechnologie sowie der Materialforschung angesiedelt sind. Durch die Optimierung von Prozessen sollen Studien zur Anwendung von Produkten durchgeführt werden. Dabei beinhaltet das Projekt FuE-Arbeiten mit Bezug auf verschiedene Dünnschichtsysteme. Daraus leiten sich zwei Teilziele ab:

  • Die gewonnenen Kenntnisse aus vorgehenden Studien von photokatalytisch aktiven Materialien in organischen Leuchtdioden sollen eingebracht werden, um Prototypen für Innenraumbeleuchtung zu entwickeln, die das Raumklima verbessern.
  • Dünnschichtsysteme für Festkörperbatterien sowie mit reibungsmindernden oder optischen Eigenschaften, bei denen die physikalischen Eigenschaften als auch die Langzeitbeständigkeit durch gezielte Kurzzeit-Wärmebehandlung der Schichten verbessert wurden, sollen in neue Anwendungen überführtwerden.

Das Vorhaben schließt hinsichtlich der Zielstellung unmittelbar an ein Vorgängerprojekt („Entwicklung von Grundlagen für dünne Schichten und Materialien in Industrieanwendungen“) an und läuft teilweise parallel zu diesem. In dem vorangegangenen Vorhaben wird die Basis für erfolgreiche Anwendungen der hier untersuchten neuartigen Schichtsysteme gelegt. In diesem Projekt werden die Entwicklungen in Bezug auf konkrete Anwendungsgebiete vorangetrieben.

Aufgabe

Beschichtungen spielen mittlerweile in nahezu allen Lebensbereichen eine wichtige Rolle. Insbesondere in den Hochtechnologien der Mikroelektronik sowie Optik und zunehmend auch in der Werkzeug- und Fahrzeugtechnik oder der Biomedizintechnik wird die Wettbewerbsfähigkeit von Produkten dadurch erreicht, dass immer mehr Funktionalität in immer dünnere Schichten eingebracht wird. Aktuelle Beispiele, die im Rahmen dieses Projektes untersucht werden, sind ta-C-Schichten für die Reibungsminimierung und den Verschleißschutz im Automobilbau, röntgenoptische Schichten (Mo/Si-Nanometer-Multischichten als Spiegelschichten) für zukünftige Lithografiesysteme in der Halbleitertechnik und Festkörperelektrolytschichten für zukünftige Akkumulationen/Batterien in der Energietechnik.

Das wissenschaftliche Ziel des Projektes ist die Erarbeitung von Verfahrenskombinationen sowie des dazu notwendigen Know-Hows, um durch Kurzzeit-Wärmebehandlung entweder verbesserte Eigenschaften von dünnen Schichten zu erzielen oder um bei gleichen Eigenschaften eine Kostenersparnis bei der Herstellung oder den Investitionskosten zu erreichen.