HiPIMS : een coole techniek ?

Groep: DRAFT
Promotor: Prof. Diederik Depla
Begeleiding: Filip Moens

Inlichtingen: tel. 09/264.43.42 of contacteer rechtstreeks een betrokken persoon (de contactgegevens opvragen door op de naam te klikken)

Probleemstelling
In de medische sector worden functionele coatings frequent gebruikt om plastics, textiel en verpakkingsmaterialen antibacterieel te maken. Een andere frequente toepassing van dunne films op dergelijke materialen vinden we in de voedingsindustrie waar door verpakkingen te behandelen de houdbaarheid en kwaliteit van voeding langer kan gegarandeerd worden. Reactief magnetron sputteren is een depositietechniek om dergelijke 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 in de verpakkingsindustrie. Maar ook op kleinere schaal wordt deze techniek veel toegepast. De techniek is gebaseerd op 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. Een belangrijk aandachtspunt is de substraattemperatuur. Bij temperatuurgevoelige substraten zoals aangewend in de verpakkingsindustrie mag deze niet hoog oplopen, en er wordt dus gezocht naar technieken om kwaliteitsvolle dunne lagen bij lage temperaturen af te zetten.
Torusvormige plasma boven de target.
Een relatief nieuwe techniek is HiPIMS, High Power Impulse Magnetron Sputteren. Het grote verschil met gewone sputter-depositie is dat bij HiPIMS gedurende zeer korte tijd een hoge spanning en een hoge stroom wordt aangelegd gevolgd door een periode waarin geen spanning en stroom wordt aangelegd. Deze manier van dunne lagen af te zetten kan een oplossing bieden voor het temperatuurprobleem, maar diepgaand onderzoek is nodig om de relatie tussen de depositieomstandigheden maar diepgaand onderzoek is nodig om de relatie tussen de depositieomstandigheden en de temperatuurontwikkeling op het substraat te begrijpen.
Thesis 2015-2016 DRAFT3

Doelstelling
Het doel van deze thesis is in het kaart te brengen van de relaties tussen de depositieomstandigheden en de temperatuur-ontwikkeling op het substraat. Hierbij zal ook de materiaalafhankelijkheid bestudeerd worden door verschillende industrieel relevante materialen (zoals Cu, Ag (anti-micro-bacteriële dunne lagen) en TiO2 (foto-katalytische lagen)) als dunne laag af te zetten. De eigenschappen van deze dunne lagen, en de relatie met de depositieomstandigheden zullen in de detail onderzocht worden.

Samengevat: We zoeken een enthousiaste student(e) met zin voor experimenteel werk. Interesse in onderzoek naar nieuwe materialen is een pluspunt. Tijdens de thesis komen zowel fundamentele onderzoeksvragen gerelateerd aan de eigenschappen van deze materialen aan bod, en je scherpt via het gebruik van en de aanpassingen aan experimentele opstellingen ook je experimentele (ingenieurs)kwaliteiten aan. 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.