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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Anlagentechnologien

Aktuell verfügt das IEK-1 über drei verschiedene PVD-Anlagen und eine CVD-Anlage mit jeweils unterschiedlichen Anwendungsbereichen.

PVD Anlage CS 400 ES

Die PVD-Anlage CS 400 ES (Von Ardenne GmbH) wird für luftunempfindliche Beschichtungen im Bereich Elektrochemische Speicher und Brennstoffzellen genutzt und ermöglicht Kathodenzerstäubung ("Sputtern") im Gleichstrom (DC)- und im Hochfrequenz (RF-)-Betrieb, sowie Elektronenstrahlverdampfung. Beide Prozesse können auch reaktiv, d.h. in Anwesenheit eines Gases, mit dem das Material in der Gasphase reagieren kann, durchgeführt werden. Zur Einstellung der Morphologie können die Beschichtungen bei Temperaturen bis 800 °C und wahlweise mit zusätzlicher Ionenunterstützung erfolgen. Dabei können Substrate bis zu einem Durchmesser von 7 Zoll (ca. 17,5 cm) beschichtet werden. 

PVD Anlage CS 400 ESPVD Anlage CS 400 ES

PVD Anlage CS 800 ES

Die PVD-Anlage CS 800 ES (Von Ardenne GmbH) komplettiert die Anlagentechnologie der CS 400 ES, sie verfügt insbesondere über auf die Herstellung von Dünnschichtbatterien abgestimmte Erweiterungen. Der modulare Aufbau aus zwei Sputter- und einer Elektronenstrahlverdampferkammer ermöglicht die Abscheidung von kompletten Batterien innerhalb des Systems ohne Ausbau der Proben aus der Anlage. Dadurch werden Kontaminationen auf ein Minimum reduziert und die Qualität der erhaltenen Zellen deutlich erhöht. Darüber hinaus ist die Anlage an ein Glovebox-System angebunden, so dass auch luftempfindliche Schichten hergestellt und direkt nach der Synthese erste Analysen ohne Unterbrechung der inerten Atmosphäre durchgeführt werden können.

Übersicht zur CS 800 ESÜbersicht zur CS 800 ES

CS 800 ES mit GloveboxenCS 800 ES mit Gloveboxen

PVD Anlage CC800/9

Die PVD-Anlage CC800/9 (Cemecon AG) beschichtet mittels Hochenergieimpulsmagnetronsputtern. Dies ermöglicht unter anderem eine verbesserte Haftung der Schichten und eine homogene, dichte Schicht auch auf komplexen Geometrien.

CVD Anlage

Die Anlage zur chemischen Gasphasenabscheidung erlaubt den Einsatz metall-organischer Vorstufen (sog. Prekursoren; diese Verfahren heißt dann auch MO-CVD (engl. metal organic chemical vapor deposition)) sowie eine Prozessführung, bei der die Schichten in einzelnen aufeinander folgenden Atomlagen aufgebaut wird (engl. atomic layer deposition, kurz: ALD). Durch den Einsatz metallorganischer Prekursoren können vergleichsweise niedrige Beschichtungstemperaturen im Bereich von ca. 100-300°C erreicht werden. Der ALD-Modus erlaubt auch die Beschichtung der inneren Oberflächen von porösen Materialien. So können z.B. Diffusionsbarieren, Oxidationsschutzschichten oder biokompatible Schichten aufgebracht werden.

CVD AnlageChemische Gasphasenabscheidung (CVD)


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