Die Methode der Sputter-Deposition ist eine in der modernen Beschichtungsindustrie weit verbreitete Methode zur Abscheidung extrem dünner Schichten im Nano- und unteren Mikrometermeterbereich. Die Anwendungsgebiete sind dabei vielfältig und umfassen unter anderem Schichten für die Photovoltaikindustrie, funktionelle Schichten für die Architekturglasindustrie (Wärmeisolation, Sonnenschutz, Selbstreinigung, Kratzschutz etc.) oder dünne, transparente Elektroden z.B. für die Herstellung von TFTs. Aber auch die am Institut erforschten Phasenwechselmedien werden mittels Sputter-Deposition hergestellt.

Obwohl das "Sputtern" schon seit mehreren Jahrzehnten industriell Anwendung findet, ist der Prozess auch heute nicht bis ins letzte Detail verstanden. Obwohl bereits einige Modelle zur theoretischen Beschreibung des Prozesses entwickelt, verfeinert und ergänzt wurden, gibt es immer noch ungelöste Probleme, so daß die Erforschung des Prozesses auch heute noch ein äußerst aktives Feld wissenschaftlicher Forschung darstellt.
Speziell bei der Konstruktion industrieller Großflächenbeschichtungsanlagen kommt es darauf an, diese von vornherein so zu konzipieren, daß die produzierten Schichten eine optimale Qualität aufweisen. Um die zuvor im Labor bis zur maximal erreichbaren Güte optimierten Schichtsysteme auf die Großflächenbeschichtung zu übertragen, ist die exakte Kenntnis der Auswirkung möglichst aller Prozessparameter auf die Schichteigenschaften unabdingbar. Aus diesem Grund ist es, natürlich nach dem wissenschaftlichen Interesse am Thema, das Hauptziel der Sputtergruppe, die Sputterdeposition mittels der zwei verfügbaren, unterschiedlich ausgestatteten Laboranlagen möglichst detailliert zu untersuchen und das aus dieser Erforschung gesammelte Wissen in die Erstellung neuer oder weiterentwickelter physikalischer Modelle fließen zu lassen.

Um dieses Ziel zu erreichen, bedient sich die Gruppe, neben den am Institut allgemein verfügbaren Methoden zur Analyse dünner Schichten, einiger moderner Methoden zur Prozesssteuerung bzw. Prozessanalyse. So verfügt die Gruppe neben der Methode des weit verbreiteten Gleichstromsputterns (DC Magnetron Sputtering, kurz DCMS) auch über einen modernen Pulser, welcher aus der Gleichstromversorgung extrem kurze Spannungspulse erzeugt, und somit die für die gepulste Hochleistungs-Sputtern (High Power Pulsed Magnetron Sputtering, kurz HPPMS) typischen, extrem hohen Impulsstromstärken erzeugt. Diese hohen Stromdichten verändern die Kinetik des HPPMS gegenüber des DCMS maßgeblich, so daß dies ein äußerst leistungsfähiges Tool zur Veränderung bzw. Anpassung von speziellen Schichteigenschaften darstellt. Speziell für die Erforschung des noch relativ neuen Hochleistungssputterns wird unter anderem ein Spektrometer zur sowohl energetisch als auch zeitlich hochaufgelösten Aufnahme des optischen Emissionsspektrums des Plasmas verwendet. Aus den daraus gewonnen Erkenntnissen können einerseits Rückschlüsse auf den genauen Prozessablauf gezogen werden, was der Weiterentwicklung theoretischer Modelle dient. Andererseits kann eben dieser Prozessablauf auch mit den Eigenschaften der hergestellten Schichten in Zusammenhang gesetzt werden, so daß gleichzeitig die Auswirkung der Prozessparameter auf das Schichtwachstum studiert werden kann. Mittels einer in eine der Kammern integrierten Breitstrahl-Ionenquelle kann außerdem gezielt der Einfluss des Ionenbeschusses auf das Schichtwachstum untersucht werden. Dies ist von großem Nutzen, da es während der Sputterdeposition häufig prozessbedingt zu einem Ionenbeschuss der wachsenden Schichten kommt. Das Wissen über die Auswirkungen des Beschusses kann dann in entsprechend angepaßten Prozessen zur Verbesserung von Schichteigenschaften eingesetzt werden.

Die Forschung hier am Institut widmet sich sowohl technisch/theoretischen Aspekten der Sputter-Deposition, als auch der Erforschung und Optimierung spezieller Schichten mit teilweise industriebezogenen Zielen. In gewöhnlich mehreren gleichzeitigen Forschungs- und Industrieprojekten hält die Gruppe Kontakt zu anderen Forschungseinrichtungen bzw. ist an der Entwicklung von Schichtlösungen für neue Produkte beteiligt. Für eine Übersicht der erzielten Ergebnisse empfiehlt sich ein Blick in unsere Publikationsliste. Sollten Sie Interesse an der Mitarbeit in unserer Gruppe haben dann konsultieren Sie bitte unsere Stellenangebote.