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Mi., 09.10.2019, 15:00 – 16:00, Industrieausstellung
Forschungspartner, Nachwuchskräfte und Entwickler stellen Ihnen ihre Arbeit in Form eines Posters vor. Sie bekommen einen Überblick zu aktuellen Forschungsthemen, lernen den wissenschaftlichen Nachwuchs kennen und können Kontakte für Ihr nächstes Forschungsprojekt knüpfen.
Atomic Layer Deposition (ALD)
Optische Eigenschaften von Iridium-Schichten mittels Atomlagenabscheidung
Paul Schenk, Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, Jena
Präsentation der optischen Eigenschaften von Iridium-Schichten, die mittels Iridium(III)-acetylacetonat (Ir(acac)3) und molekularem Sauerstoff (O2) durch Atomlagenabscheidung hergestellt wurden. Dabei werden auch die nichtlinearen optischen Eigenschaften von Iridium-Nanopartikeln im sichtbaren und ultra-violetten Spektralbereich beleuchtet. Es werden die Ergebnisse von Pump-Probe-Experiementen vorgestellt.
Fast ALD process development using in situ quartz crystal microbalances
Hannes Klumbies*, Martin Knaut**, Matthias Albert**, Johann W. Bartha**,
*FHR Anlagenbau GmbH, Ottendorf-Okrilla, Germany; **Technische Universität Dresden, Germany
The ALD growth rate for a defined set of precursors depends on a number of parameters like the temperature of the precursor container and the substrate as well as the purge and pulse durations. With in-situ process observation using quartz crystal microbalances, process development can be reduced to a few cycles per parameter and can be done without intermediate wafer handling and ex-situ evaluation steps. At the example of HfO2 deposition, QCM-based process development is illustrated.
Self-Limited Area Selective Thermal ALD of Cu-Films for Advanced Interconnects
Matthias Franz, Fraunhofer Institute for Electronic Nano Systems ENAS, Chemnitz
Ich werde darauf darstellen, wie man Kupfer selektiv mittels ALD abscheiden kann. Relevant hierfür ist die gezielte Auswahl eines geeigneten katalytischen Untergrundes. Während auf inerten Oberflächen wie SiO2 kein Wachstum stattfindet, ist auf Kobalt eine Abscheidung möglich; was mittels XPS (Röntgenphotoelektronen-spektroskopie) nachgewiesen werden kann.
Werkzeuge & Bauteile
Hochbelastete keramische Gleitlager unter Einsatz selbstschmierender Stahl-bolzen
Maria Barbosa*, Christian Stenzel**,
*Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, Dresden, **Technische Universität Dresden
Ziel des Vorhabens CERABEAR ist die Entwicklung eines unter sehr hoher Beanspruchung langlebigen und umweltfreundlichen Tribologiesystems auf Keramikbasis, das aus einer Si3N4-Gleitlagerbuchse und einem selbstschmierenden Bolzen besteht. Zur Erzeugung der selbstschmierenden Beschichtung wird die Fertigungstechnologie des thermischen Spritzens mit Suspensionen angewendet. Der Fokus des Vorhabens erstreckt sich auf ein wartungsfreies und zylindrisches Gleitlager im Bereich der Festkörper- bzw. Grenzreibung ohne Fett- oder Ölschmierung (fluidfreies System).
Evaluation und gezielte Verbesserung der Beschichtbarkeit 3D-gedruckter Materialien
Volker Weihnacht*, Tim Krülle*, Tobias Brögelmann**, Christian Kalscheuer**
*Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, Dresden; **Institut für Oberflächentechnik der RWTH Aachen
Die Verfahren der additiv-generativen Fertigung (3D-Druck), zur Herstellung komplexer Bauteile, gewinnen zunehmend an Bedeutung in der industriellen Produktion. Festigkeit und Rauheit 3D-gedruckter Bauteile erreichen jedoch noch nicht die Qualität, die mit konventionellen Fertigungsverfahren erzielbar ist. Herstellungsbedingte heterogene und poröse Oberflächenbeschaffenheiten führen häufig zu erhöhtem Verschleiß, welcher mit reibungs- und verschleißreduzierenden PVD-Schichten deutlich reduziert werden kann. Die erfolgreiche Herstellung tribologisch wirksamer PVD-Beschichtungen auf 3D-gedruckten Bauteilen bedarf jedoch einer grundlegenden Anpassung der gesamten Prozesskette, von der Vorbehandlung bis hin zur eigentlichen Schicht.
Elektrochemische Entfernung von Kohlenstoffschichten
Maurizio Giorgio, Teja Roch
Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS), Dortmunder Oberflächen Centrum (DOC)
Der Einsatz von Beschichtungen zur Modifikation von Oberflächeneigenschaften ist ein industriell erprobtes Verfahren. Schichtsysteme wie Titannitrid-, Chromnitrid-, Wolframcarbid- oder Kohlenstoffschichten werden typischerweise über die Gasphasenabscheidung aufgebracht und können während des Beschichtungsprozesses oder nach dem Einsatz, durch Verschleißerscheinungen, Fehler aufweisen die zum Ausschuss führen können. Als Resultat dieses Projektes soll die erfolgreiche Entfernung verschiedener PVD-Schichten ohne Schädigung des Substratmaterials untersucht werden um eine schnelle und günstige Möglichkeit zu entwickeln und somit Bauteile oder Werkzeuge mit Schichtdefekten zu regenerieren.
Untersuchung von Technologien zur Abscheidung von verschleißmindernden aluminiumreichen TiAlN-Schichten
M. Höhn*, M. Krug*, F. Fietzke**, B. Scheffel**,U. Ratayski***, D. Rafaja***, I. Garrn ****, G. Giersch****,
*Fraunhofer IKTS Dresden, **Fraunhofer FEP Dresden, *** TU Bergakademie Freiberg, ****Dr. Gühring KG Chemnitz
Die mittels PVD-Verfahren hergestellten TiAlN-Schichten werden seit vielen Jahren als leistungsfähiger Verschleißschutz für Werkzeuge in der Metallbearbeitung genutzt. Thermische CVD-Verfahren erlauben die Abscheidung von fcc-TiAlN-Schichten mit höherem Al-Gehalt, die sich durch höhere Warmhärte und Oxidationsstabilität auszeichnen. Ausgehend von aluminiumreichen CVD TiAlN-Schichten konnten Methoden zur Stabilisierung von kubischen Ti1-xAlxN mit x > 0,65 in PVD-Verfahren beim Puls-Magnetron-Sputtern und Arc-Verdampfen übertragen und angewendet werden.
Verbesserung der Entformung im Spritzgießprozess durch Dünnschichten auf Metalloxidbasis
Vanessa Frettlöh, Matthias Korres, Frank Mumme
Gemeinnützige KIMW Forschungs-GmbH, Lüdenscheid
Betrachtete man das Entformungsverhalten eines Kunststoffbauteils am Ende des Spritzgussprozesses, so wird dieses durch eine Reihe von Faktoren (Oberflächenrauheit, Beschichtungen, Werkzeugstahl, Kunststoffmaterial) beeinflusst. Es wurde ein Spritzgießtribometer entwickelt, welches es ermöglicht die Haftung des Kunststoffbauteils an der Werkzeugoberfläche in Abhängigkeit der genannten Faktoren vergleichend zu messen. Diverse metalloxidische Dünnschichten wurden auf die Werkzeugeinsätze für das Tribometer aufgebracht und in Kombination mit verschiedenen Kunststoffen und in Abhängigkeit der verwendeten Spritzgießparameter geprüft, so dass für eine konkrete Anwendung ermittelt werden kann, welche Beschichtung die Entformung der Bauteile verbessert.
Entwicklung eines Laser-Strukturierungsprozesses von mittels MOCVD abgeschiedenen, keramischen Dünnschichten für den Einsatz in Spritzgießwerkzeugen
Frank Mumme, Michaela Sommer, Christopher Beck, Gemeinnützige KIMW Forschungs-GmbH, Lüdenscheid
Mit einer kontinuierlich arbeitenden Feststoffförderung wurden keramische, thermisch isolierende Dünnschichten mittels MOCVD Verfahren auf Werkzeugoberflächen abgeschieden. Diese keramischen Beschichtungen konnten durch Ultrakurzpuls-Laserbearbeitung gezielt strukturiert werden. Die Bemusterung der beschichteten und strukturierten Werkzeugeinsätze im Spritzgussverfahren zeigte das Potential der thermisch isolierenden Schicht Bindenähte auf dem Kunststoffbauteil zu reduzieren und stellte die Haltbarkeit der keramischen Beschichtung unter Beweis.
Chemical dealloying of NiAl3 alloy in alkali solution
Ivan Saldan, Department of Physical and Colloid Chemistry, Ivan Franko National University of Lviv, Ukraine
In this experimental work porous nickel was successfully produced by chemical dealloying of NiAl3 alloy. SEM-EDX directly confirmed nickel porous surface with nanopores less than 20 nm. This engineering approach might be proposed for production of Ni or NiO mesoporous networks to be used as effective catalyst at chemical reactions.
Optik
Multiple scale modeling to investigate correlations between structural and optical properties in thin films
Holger Badorreck, Marco Jupé, Lars Jensen, Detlev Ristau; Laser Zentrum Hannover e.V., Hannover
In der Dünnschichttechnik sind verschiedene Simulationstechniken für die Herstellung hochpräziser Strukturen bereits etabliert. Für die Abbildung eines Prozesses in seiner Gesamtheit wird ein Multiskalenmodell verwendet, welches die relevanten Aspekte der unterschiedlichen Skalen abbildet und die Stärken der unterschiedlichen Simulationsmethoden kombiniert. Anhand der Doppelbrechung von säulenartig gewachsenen Strukturen in optischen Dünnschichtfilmen wird die Anwendbarkeit des Modells demonstriert.
Wasserstoffdotiertes Indiumoxid ( IOH) als transparent-leitfähige Schicht im NIR (Hydrogen doped Indiumoxide (IOH) as NIR-transparent- conducting layer)
Klaus Ellmer, Michael Weise, Rainald Mientus, Stefan Seeger, Optotransmitter-Umweltschutz-Technologie e.V., Berlin
Zur frontseitigen ohmschen Kontaktierung optoelektronischer Bauelemente für den NIR -Spektralbereich werden transparente leitfähige Schichten entwickelt. Das z.B. in der Display-Technik bewährte ITO läßt sich hier nicht nutzen. Es absorbiert im NIR auf Grund seiner hohen Ladungsträgerkonzentration. Wasserstoffdotiertes Indiumoxid verspricht eine bessere Eignung. Es lassen sich ähnlich kleine spezifische Widerstände bei niedrigeren Ladungsträgerkonzentrationen (verringerte Absorbtion) dank relativ hoher Beweglichkeiten (> 100 cm2/Vs) erreichen. Erste experimentelle Ergebnisse werden vorgestellt.
Messtechnik
Weißlicht Interferenz Mikroskopie – Messung der Topometrie und von Schichtdicken
M. Weise, A. Hertwig, U. Beck; Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung BAM, Berlin
Mit Weißlichtinterferenzmikroskopie (WLIM) erhält man 3D-Daten der Oberflächentopometrie mit einer Auflösung bis zu 0,5 µm (lateral) bzw. 0,1 nm (vertikal). Drei Betriebsmodi (Oberfläche, Dickschichten, Dünnschichten) ermöglichen die Messung von Stufenhöhen, der Rauheit, von Verschleißvolumina, von Winkeln, Oberflächenmustern und Schichtdicken. Die Rückführbarkeit auf das SI-System wird durch zertifizierte Standards (NIST, PTB) innerhalb des DAkkS – DIN EN ISO/IEC 17025:2018 akkreditierten Labors sichergestellt.
Vom Prototypen in die massenproduktionstaugliche Fertigung – neue Konzepte zur Erzeugung mikrostrukturierter Oberflächen
Claudia Hackl1, Jan Griebel1, Christian Elsner1, Udo Eckert2, Eric Gärtner2, Jan Edelmann2, Bernd Abel1
1 Leibniz Institut für Oberflächenmodifizierung e. V., Leipzig; 2 Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Chemnitz
Die Adaptionsfähigkeit von technologisch anspruchsvollen Produktionsprozessen an extrem variierende Chargengrößen, kurze Produktlebens- und Entwicklungszyklen ist ausschlaggebend für einen wirtschaftlichen Erfolg und stellt die Wandlungsfähigkeit entsprechender Wertschöpfungsketten vor große Herausforderungen. Am Beispiel mikrostrukturierter Oberflächen für mikrofluidische Systemkomponenten werden Lösungsansätze und Perspektiven für den Bereich Lab-on-a-Chip Systeme vorgestellt, die auch in andere Industriezweige übertragbar sind.
Zusammenarbeit mit der ADENSO GmbH Dresden und der SENSLAB GmbH Leipzig
Spin-off Company
boltzplatz – Numerical plasma dynamics
P. Nizenkov, A. Mirza, S. Copplestone, boltzplatz, Stuttgart
Boltzplatz is a spin-off company from the University of Stuttgart. We support companies that tackle complex physical conditions such as during vacuum coating processes with numerical simulations of rarefied gas and plasma dynamics. Predictive numerical simulations help you to simplify and optimize processes in development and production, reducing the number of costly test runs and prototypes.
Technologie Thema 2019
Unser Technologie Thema der V2019 ist in diesem Jahr „Atomic Layer Deposition“. Hierzu können Sie eine Vorlesung mit dem Millinium-Preisträger 2018, Prof. Tuomo Suntola aus Finnland erleben, an einem Workshop zum Thema teilnehmen sowie Poster aktueller Forschungsarbeiten auf dem Gebiet erkunden.
Aktion Fachkräfte Scouting
Die Aktion Poster auf der V2019 ist auch Teil des Fachkräfte Scoutings. Hier treffen sich junge Nachwuchswissenschaftler mit interessierten Industrievertretern.
Die Aktion beinhaltet jedoch auch Stellenausschreibungen, Bewerberprofile, unseren Fachkräfte-Pfad und ein spannendes Vortragsprogramm.
Europäische Forschungsgesellschaft Dünne Schichten e.V.
Gostritzer Straße 63
01217 Dresden, GERMANY
