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Ansprechpartner
Dr. Sven Ulrich
Abteilungsleiter

Tel.: +49 72 608-23398

e-mail: sven ulrichFhj8∂kit edu

Abteilung Stoffverbunde und Dünnschichten

Die Hauptkompetenzen dieser Abteilung liegen in der Entwicklung und Herstellung neuartiger nanostrukturierter Funktions- und Schutzschichten für Anwendungen im Bereich der Mikrosystemtechnik, Nanotechnologie und Tribologie.

 

Weichmagnetische, dünne Schichten für Hochfrequenzanwendungen bis in den unteren GHz-Bereich werden als Einlagen- oder Viellagenschichten im PVD-Magnetronsputter- Verfahren mit Schichtdicken bis zu einigen Mikrometern hergestellt. Die Materialauswahl der Schichten erfolgt unter dem Aspekt der CMOS-Kompatibilität. Dabei werden die für die Hochfrequenztauglichkeit benötigten Schichteigenschaften bei denen für Halbleiter-CMOS-Chipprozesse angewendeten Temperaturen bis über 400 °C in einem statischen Magnetfeld eingeprägt. Als Materialbasis dienen Fe- und Fe-Co-Verbindungen gepaart mit Nitriden, die zum Beispiel als magnetische Kerne in Mikroinduktoren ihre Anwendung finden. Moderne Lithographie- und Ätztechniken erlauben die Strukturierung der Schichten bzw. die Herstellung von HF-Mikrobauteilen mittels chemischem Plasmaätzen oder physikalischem Plasmastrahlätzen mit hoher Genauigkeit. Hochfrequenzmessplätze für die HF-Charakterisierung der Schichten aber auch der Bauteile bis in den GHz-Bereich stehen zur Verfügung.

Ferner bestehen Kompetenzen zur Entwicklung und Herstellung magnetischer Schichten oder Schichten aus Formgedächtnislegierungen zur Realisierung von Mikroaktoren oder Mikrosensoren.

Nanoskalige, multifunktionelle Schutz- und Funktionsschichten werden durch eine spezifische Materialauswahl aus den Gruppen der metallischen, kovalenten oder heteropolaren Hartstoffe, mit Hilfe spezieller Schichtkonzepte (Nanokompositschichten und nanolaminierte Viellagenschichten), einer thermodynamischen Modellierung des Stoffsystems und der Modellierung der Kinetik der Gasphasenabscheidung maßgeschneidert. Die Herstellung wird durch die Kombination verschiedener PVD-Verfahren oder mit Hilfe einer neuartigen CVD-/PVD-Hybridbeschichtungstechnologie realisiert.

Durch ein vertieftes Verständnis zwischen der Konstitution der Schichten, den Grenzflächen, dem Aufbau, den Eigenschaften und dem Verhalten der Schichtverbunde erfolgt die gezielte Optimierung dieser nanoskaligen Oberflächenschichten hinsichtlich ihres mechanischen, tribologischen, physikalischen oder chemischen Anforderungsprofils.