Die Methoden zur Abscheidung dünner Schichten lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: chemische und physikalische Verfahren.
Bei chemischen Abscheidungsmethoden reagiert eine Vorläuferflüssigkeit auf dem Substrat, wodurch sich eine dünne Schicht auf dem Festkörper bildet. Zu den gängigen chemischen Abscheidungsmethoden gehören Galvanisieren, Sol-Gel, Tauchbeschichtung, Spin Coating, chemische Gasphasenabscheidung (CVD), plasmaunterstützte CVD (PECVD) und Atomlagenabscheidung (ALD). Diese Verfahren beruhen auf chemischen Reaktionen zur Herstellung der dünnen Schichten.
Bei den physikalischen Abscheidungsverfahren hingegen sind keine chemischen Reaktionen erforderlich. Stattdessen stützen sie sich auf thermodynamische oder mechanische Verfahren zur Herstellung dünner Schichten. Diese Verfahren erfordern eine Umgebung mit niedrigem Druck, um genaue und funktionelle Ergebnisse zu erzielen. Zu den physikalischen Abscheidungsverfahren gehören die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), Sputtern, thermische Verdampfung, Kohlenstoffbeschichtung, Elektronenstrahlverdampfung, Molekularstrahlepitaxie (MBE) und gepulste Laserabscheidung (PLD).
Die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) ist eine weit verbreitete physikalische Abscheidungsmethode, die für ihre Genauigkeit und Gleichmäßigkeit bekannt ist. Es umfasst Techniken wie Sputtern, thermische Verdampfung, Kohlenstoffbeschichtung, Elektronenstrahlverdampfung, Molekularstrahlepitaxie (MBE) und gepulste Laserabscheidung (PLD). Bei diesen Verfahren wird das Material in einer Niederdruckumgebung aufgedampft.
Es ist wichtig, die geeignete Abscheidungstechnik auf der Grundlage der gewünschten Eigenschaften der Dünnschicht zu wählen. Unterschiedliche Abscheidetechniken können zu Variationen in der Mikrostruktur, der Oberflächenmorphologie, den tribologischen, elektrischen, biokompatiblen, optischen, Korrosions- und Härteeigenschaften führen. Je nach Anwendung kann ein und dasselbe Material verwendet und durch den Einsatz verschiedener Abscheidetechniken auf spezifische Anforderungen zugeschnitten werden. Darüber hinaus kann eine Kombination verschiedener Techniken verwendet werden, um hybride Beschichtungsverfahren zu schaffen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass zu den Methoden der Abscheidung dünner Schichten chemische Abscheidungsmethoden wie Galvanisieren, Sol-Gel, Tauchbeschichtung, Spin-Coating, CVD, PECVD und ALD sowie physikalische Abscheidungsmethoden wie PVD, Sputtern, thermisches Verdampfen, Kohlenstoffbeschichtung, Elektronenstrahlverdampfung, MBE und PLD gehören. Die Wahl des Beschichtungsverfahrens hängt von den gewünschten Eigenschaften und Anwendungen der Dünnschicht ab.
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