Kombinierte Aufdampf- und Sputteranlage

• Subject Area: Condensed Matter Physics
• Term: Funded in 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 167001312

• Final Report Year: 2015

Final Report Abstract

Die kombinierte Aufdampf- und Sputteranlage konnte erfolgreich in einer Reihe von Projekten eingesetzt werden. Dabei waren die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der beschafften Anlage ein wesentlicher Faktor für den Erfolg der jeweiligen Projekte. In der Arbeitsgruppe des federführenden Antragstellers werden für Sensoren und Aktoren auf Polymerbasis metallische Elektroden und Spiegel benötigt, wobei die Anwendungen sehr breit gestreut sind – von der Metallisierung auf relativ steifen Polymeren wie z.B. Polyethylentherephthalat (PETP) als Aktorrahmen für künstliche Muskeln über Elektroden auf Elektretpolymeren wie dem relativ weichen Kopolymer Fluor-Ethylen-Propylen (FEP) oder dem Homopolymer Polytetrafluorethylen (PTFE) bis hin zu sehr weichen dielektrischen Elastomeren für künstliche Muskeln. Für die optische Spektroskopie an Ferro- oder Piezoelektreten mit elektrisch aufgeladenen Hohlräumen wurden dagegen teiltransparente Goldelektroden benötigt, die einerseits eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen und die andererseits noch genügend Licht für optische Untersuchungen durchlassen. In einem Projekt einer anderen Arbeitsgruppe der Universität Potsdam (InnoFSpec) wurden aus Aluminium teildurchlässige Spiegel auf Lichtwellenleiter aufgebracht. Bei den beiden letztgenannten Beispielen ist die exakte Kontrolle der Schichtdicke unerlässlich, die wir bei metallischen Schichten auf weniger als +/– 1 nm (ein Millionstel Millimeter) einstellen können, was ohne die neue Aufdampf- und Sputteranlage nicht gelungen wäre. Die Schnittstellen zwischen dünnen metallischen Filmen und polymeren Werkstoffen spielen eine wichtige Rolle für Anwendungen in der flexiblen Mikroelektronik. Mechanische Spannungen können zu Rissen in der metallischen Schicht oder zu Deformationen im Polymersubstrat führen, was auch gezielt ausgenutzt werden kann, um regelmäßige makroskopisch ausgedehnte Oberflächenverformungen wie z.B. Oberflächengitter herzustellen. Hierbei muss nicht nur die Schichtdicke des Metalls sehr genau kontrolliert werden, sondern es muss auch die Abscheidungsrate sehr konstant gehalten werden, um einen sehr gleichmäßigen metallischen Film zu erhalten. Untersucht wurden in diesem Zusammenhang das Verhalten unterschiedlicher Metalle wie Silber und Gold sowie der Einfluss der Schichtdicke auf das mechanische und elektrische Verhalten der Metallschichten auf lichtempfindliche Polymere.

Publications

• "Fluoropolymer piezoelectrets with tubular channels: resonance behavior controlled by channel geometry" Applied Physics A: Materials Science & Processing
  Ruy Alberto Pisani Altafim, Ruy Alberto Corrêa Altafim, Xunlin Qiu, Sebastian Raabe, Werner Wirges, Heitor Cury Basso, Reimund Gerhard
  
• "Fluoropolymer piezoelectrets with tubular channels: resonance behavior controlled by channel geometry" Applied Physics A: Materials Science & Processing
  Werner Wirges, Sebastian Raabe und Xunlin Qiu
  
• “Piezoelectric d 33 coefficients in foamed and layered polymer piezoelectrets from dynamic mechano-electrical experiments, electro-mechanical resonance spectroscopy and acoustictransducer measurements” Meas. Sci. Technol.23, 035604
  Peng Fang, Lars Holländer, Werner Wirges and Reimund Gerhard
  
• "Direct hysteresis measurements on ferroelectret films by means of a modified Sawyer-Tower circuit" Journal of Applied Physics 113 , 224106 (2013)
  Xunlin Qiu, Lars Holländer, Werner Wirges, Reimund Gerhard, and Heitor Cury Basso
  
• “Conductivity behavior of very thin gold films ruptured by mass transport in photosensitive polymer film” Applied Physics Letters, 103 (2013) 253101
  Linde, F.; Yadavalli, N.S.; Santer, S.
  
• “Soft matter beats hard matter: Rupturing of thin metallic films induced by mass transport in photosensitive polymer films” ACS Applied Materials & Interfaces, 5 (2013) 7743–7747
  Yadavalli, N. S.; Linde, F.; Kopyshev, A.; Santer, S.
  
• "Effective Polarization and Phenomenological Hysteresis from Dielectric Barrier Discharges in Tubular- Channel Ferroelectrets" Conf. Proc. of the 15th International Symposium on Electrets, August 10-13, Baltimore, MD, USA (2014)
  X. Qiu, W. Wirges, R. Gerhard
  
• "Polarization and Hysteresis in Tubular- Channel Fluoroethylenepropylene- Copolymer Ferroelectrets" Ferroelectrics 472 (1), 100-109 (2014)
  X. Qiu, W. Wirges, and R. Gerhard
  
• “Mapping a plasmonic hologram with photosensitive polymer films: standing versus propagating waves” ACS Applied Materials & Interfaces, 6 (2014) 14174–14180
  Papke, Th.; Yadavalli, N.S.; Henkel, C.; Santer, S.
  
• “Probing Opto-Mechanical Stresses within Azobenzene-Containing Photosensitive Polymer Films by a Thin Metal Film Placed Above” ACS Applied Materials & Interfaces, 6 (2014) 11333–11340
  Yadavalli, N.S.; Korolkov, D.; Moulin, J.; Krutyeva, M.; Santer, S.