Plasma-Diagnostik zur in situ Messung konventioeneller Plasmen und hoch metallionenhaltiger HIPIMS-Plasmen zum Ionenätzen und für die Abscheidung von Dünnschichten.

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Mit Hilfe von moderner Plasmadiagnostik sollen wesentliche Parameter plasmagestützter Oberflächenverfahren untersucht werden, wie sie beim Ionenätzen von Oberflächen sowie bei der Herstellung von Dünnschichtsystemen eingesetzt werden, unter anderem unter Verwendung des neuen Verfahrens des High Power Impulse Magnetron Sputterns (HI-PIMS). Vorrangiges Ziel ist dabei, eine Korrelation von physikalischen Vorgängen während des Ätz- und Beschichtungsprozesses mit den Eigenschaften der entstehenden Oberflächen und/oder Dünnschichtsysteme herzustellen. Dabei kommt eine Kombination von Quadrupol-Massenspektroskopie, Langmuirsonde und speziellem Hochstrom-Oszilloskop zum Einsatz, die an die im Mikrosekundenbereich ablaufenden Plasmaprozesse angepasst ist. Durch die detaillierte Kenntnis des Plasmazustandes beim Ionenätzen wird es möglich sein, die Oberfläche von Werkstoffe gezielt mit Metallionen zu implantieren und dadurch z.B. die Haftfestigkeit einer anschließend abgeschiedenen Auflageschicht signifikant zu verbessern. Bei der Schichtherstellung selbst ist der Zustand des Plasmas entscheidend dafür, metallische Schichtsysteme, z.B. auf der Basis von Ti-Al und Ni-Cr sowie keramische MAX-Phasen Dünnschichtsysteme gezielt in ihrer Mikrostruktur und Konstitution modifizieren und damit Oberflächen-Funktionalitäten im Sinne der Ziele des SPP „Adaptive Oberflächen für Hochtemperaturanwendungen“ – Das HAUT-Konzept“ zu erreichen.