HOME

Last Update: 2008-02-26

GERÄTE



...Sputteranlagen...Beschichtung von Granulaten...REM...AFM... TEM...Mikrohärtetester... Abzugstester...Spektrophotometer... Oberflächenenergiemessgerät... Hochtemperaturoberflächenenergiemessung...


Zur Herstellung und Charakterisierung dünner Schichten sind folgende Einrichtungen vorhanden:

Zwei vollausgerüstete Anlagen zur magnetron Kazhodenzerstäubung, im folgenden als magnetron Sputtern bezeichnet, mit getrennten Quellen zur Herstellung metallischer wie auch nichtmetallischer Schichten

Zusatzinformation Sputteranlagen Zwei magnetron Sputteranlagen mit Rezipienten von 400 mm Durchmesser sind verfügbar. Ein Basisdruck von 10-5 Pa (10-7 mbar) kann entweder durch Turbomolekular- oder Diffusionspumpen erreicht werden. Beide Anlagen sind mit Schleusensystemen ausgrüstet, welche einen schnellen Probenwechsel ermöglichen. Bis zu vier Sputterquellen können simultan sowohl im RF als auch im DC modus betrieben werden.

Magnetron Sputtern erlaubt die kontrollierte Abscheidung von Schichten mit exzellenten mechanischen, optischen, elektronischen und magnetischen Eigenschaften. Zusätzlich steht eine konventionelle Bedampfungsanlage zur Herstellung organischer wie auch anorganischer Materialien zur Verfügung.
Für die Sputteranlagen ist ein selbstkonstruierter Einsatz vorhanden, welcher die Abscheidung von Schichten auf granularen Medien erlaubt.

Zusatzinformation Granulate Der hier abgebildete spezielle Einsatz erlaubt die Beschichtung granularer Medien. Ein Planetengetriebe versetzt die Materialien, welche sich in den Schalen des Einsatzes befinden, in eine komplexe Rotationsbeweging und gewährleistet die durchmischung der Granulate.

Die Schichten werden hauptsächlich charakterisiert durch:

Rasterelektronenmikroskopie (REM)

Zusatzinformation Rasterelektronenmikroskop Das Rasterelektronenmikroskop (REM) erlaubt die Charakterisierung einer Oberfläche im sub-μm Bereich. Zusätzlich kann die Phasenverteilung in Mehrkomponentenschichten durch die Detektion von Rüchstreuelektronen ermittelt werden (Backscattered Electron Imaging, BEI). Chemische Analytik kann mittels der Detektion von charakteristischer Röntgenstrahlung mit einem Phillips-EDAX System betrieben werden.

Rasterkraftmikroskopie (AFM)

Zusatzinformation Rasterkraftmikroskop Rasterkraftmikroskopie (Atomic Force Microscopy, AFM) kann zur Erfassung der Oberflächen- morphologie im nm-Bereich angewendet werden. Mechanische Oberflächeneigenschaften wie z. B. lokale Steifigkeit und lokale Adhäsion können mit einer lateralen Auflösung von etwa 10 nm mittels des WiTec Pulsed Force Mode (PFM) bestimmt werden. Dieser erlaubt die Erfassung von Kraft-Abstandskurven mit hohen Raten. Das AFM ist in eine Vakuumkammer implementiert, wodurch defienierte Umweltbedingungen gewährleistet werden.

und, in Kooperation mit anderen Gruppen, mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM, Universitäre Service-Einrichtung für Transmissionselektronenmikroskopie, USTEM) und mittels oberflächenanalytischer Methoden wie beispielsweise Auger-Elektronenspektroskopie (AES), und Sekundärionenmassenspektroskopie (SIMS). Mechanische Eigenschaften können mit Hilfe eines Mikrohärte Indenters, welcher in ein optisches Hochleistungsmikroskop integriert ist, ermittelt werden.

Zusatzinformation optisches Mikroskop Das optsche Mikroskop (Reichert POLYVAR) erlaubt die Beobachtung von Oberflächenstrukturen im μm Bereich. Materialographische Präparate können mittels Phasenkontrast und Polarisationsopticher Mikroskopie untersucht werden. Mechanische Eigenschaften sind über einen Anton Paar MHT 4 Miktohärtemtester zugänglich.

Global kann die Schichthaftung mittels eines selbstgefertigten mechanischen Abzugstesters ermittelt werden. Schichtdicken können mit einem Profilometer gemessen werden.

Zusatzinformation Profilometer Die Dicke einer abgeschiedenen Schicht kann rasch mit einem Taylor Hobson Profilometer mit einer Auflösung von etwa 2 nm emittelt werden. Die geringste, verlässlich bestimmbare Schichtdicke beträgt etwa 10 nm. Das Profilometer ist äusserst vielseitig und kann auch zur Bestimmung von Oberflächenrauhigkeiten an nahezu beliebig geformten Körpern verwendet werden.

Mittels eines Spektrophotometers können optische Schichteigenschaften bestimmt werden.

Die Oberflächeneigenschaften verschiedener Materialien können mittels eines Oberflächenenergiemessgerätes ermittelt werden.

Zusatzinformation Oberflächenenergie Die Oberflächenenergie gibt Aufschluss über wichtige technologische Grössen wie z. B. Haftfestigkeit und Benetzbarkeit. Das gegenständliche Messgerät kann mit einer Heizbühne sowie einem Goniometer zur Beobachtung von liegenden Tropfen auf einer geneigten Oberfläche ausgerüstet werden.

Für die Messung der Benetzbarkeit vom Materialien mit metallischen Schmelzen dient ein Hochtemperaturoberflächenenergiemessgerät.

Zusatzinformation HT-Oberflächenenergie Die Benetzbarkeit von Oberflächen mit metallischen Schmelzen bei hohen Temperaturen (>1000K) ist z. B. wichtig bei der Betrachtung von Lötprozessen. In das Messgerät können Proben direkt aus einer Beschichtungsanlage eingebracht werden, ohne dass diese der Atmosphäre ausgesetzt werden.

...Sputteranlagen...Beschichtung von Granulaten...REM...AFM... TEM...Mikrohärtetester... Abzugstester...Spektrophotometer... Oberflächenenergiemessgerät... Hochtemperaturoberflächenenergiemessung...