Depositie van complexe oxides.

Groep: DRAFT

Promotor: Prof. Diederik Depla

Begeleiding: Sigelinde Van Steenberge

Brandstofcellen

thesisdraft3a.pngEen brandstofcel produceert elektriciteit door op een elektrochemische wijze de energie afkomstig van een brandstof om te zetten in elektriciteit. Aan de anode wordt de brandstof geoxideerd, terwijl aan de kathode zuurstof wordt gereduceerd. De anode en de kathode zijn van elkaar gescheiden door een elektrolyt. Vastestofelektrolyten zijn materialen met een elektrische geleidbaarheid te wijten aan ionen welke als ladingsdrager fungeren. De ladingsdrager kan een kation (zoals H+, Li+, Ag+) of een anion (zoals F- of O2-) zijn. Deze thesis richt zich op zuurstofionengeleiders. Deze materialen zijn complexe oxides zoals gedopeerd cerium oxide. Ze vormen het hart van de brandstofcel. Om de procestemperatuur van brandstofcellen te kunnen verlagen moet de laagdikte van het elektrolyt gereduceerd worden.

Fig : Principe van een SOFC brandstofcel

 

 

Sputteren

Reactief magnetron sputteren is een depositietechniek om dunne lagen af te zetten. De laagdikte kan variëren van enkele nanometer tot micrometer. Deze techniek wordt op grote schaal toegepast in de vensterglasindustrie voor infrarood reflecterende multilagen (warmte-isolerend glas). Maar ook op kleinere schaal wordt deze techniek veel toegepast.

De techniek is gebaseerd op een magnetisch geassisteerde gasontlading. De ionen gevormd in het plasma bombarderen de kathode of target en atomen worden uit de target losgeslagen. Deze ‘gesputterde’ atomen bewegen dan naar het substraat en condenseren tot een laag. Reactief magnetron sputteren laat toe om tal van metalen en verbindingen af te zetten door toevoeging van extra reactie-gassen.

2013DRAFT1.png

Fig : Morfologie van gesputterde lagen

Samengevat

De doelstelling van deze thesis is het afzetten van verschillende CeO2 dunne lagen door middel van magnetron sputterdepositie. Naast de karakterisering van de relevante depositieparameters zullen ook de eigenschappen van deze dunne lagen bestudeerd worden.

We zoeken een enthousiaste student(e) met zin voor experimenteel en theoretisch werk. Interesse in onderzoek naar nieuwe materialen is een pluspunt. We geven jou, naast een plaats en bureau, een leuke omgeving om samen te werken met verschillende onderzoekers. Samen met je begeleider zullen zij voor voldoende ondersteuning zorgen