① Die ionenstrahlgestützte Abscheidungstechnologie zeichnet sich durch eine starke Haftung zwischen Film und Substrat aus; die Filmschicht ist sehr fest. Experimente haben gezeigt, dass die Haftung bei der ionenstrahlgestützten Abscheidung im Vergleich zur thermischen Dampfabscheidung um ein Vielfaches bis Hunderte Male höher ist. Dies ist hauptsächlich auf den Reinigungseffekt des Ionenbeschusses auf die Oberfläche zurückzuführen, wodurch sich an der Membran-Substrat-Grenzfläche eine Gradientenstruktur oder eine hybride Übergangsschicht bildet und gleichzeitig die Membranspannung reduziert wird.
② Die Ionenstrahl-gestützte Abscheidung kann die mechanischen Eigenschaften des Films verbessern, die Dauerfestigkeit erhöhen und eignet sich hervorragend zur Herstellung von Oxid-, Carbid-, kubischem BN-, TiB- und diamantähnlichen Beschichtungen. Beispielsweise kann die mittels Ionenstrahl-gestützter Abscheidung erzeugte 200 nm dicke SiN-Dünnschicht auf hitzebeständigem 1Cr18Ni9Ti-Stahl nicht nur die Entstehung von Ermüdungsrissen an der Materialoberfläche hemmen, sondern auch die Rissausbreitungsrate deutlich reduzieren und somit die Lebensdauer verlängern.
③ Die ionenstrahlgestützte Abscheidung kann die Spannungsverteilung im Film und dessen Kristallstruktur verändern. Beispielsweise zeigte die Herstellung eines Cr-Films durch Beschuss der Substratoberfläche mit 11,5 keV Xe⁺- oder Ar⁺-Ionen, dass durch die Anpassung der Substrattemperatur, der Ionenenergie, des Verhältnisses von Ionen- zu Atomauftreffen und weiterer Parameter die Spannung von Zug- zu Druckspannung umgewandelt werden kann. Auch die Kristallstruktur des Films ändert sich dadurch. Bei einem bestimmten Ionen-Atom-Verhältnis weist die ionenstrahlgestützte Abscheidung eine bessere selektive Orientierung auf als die mittels thermischer Dampfabscheidung erzeugte Membranschicht.
④ Die ionenstrahlgestützte Abscheidung kann die Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit der Membran verbessern. Da die Membranschicht bei der ionenstrahlgestützten Abscheidung dicht ist, führt dies zu einer Verbesserung der Grenzflächenstruktur der Membranbasis oder zur Bildung eines amorphen Zustands durch das Verschwinden der Korngrenzen zwischen den Partikeln, was die Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit des Materials erhöht.
Die Korrosionsbeständigkeit des Materials wird verbessert und der oxidierenden Wirkung hoher Temperaturen wird entgegengewirkt.
(5) Die ionenstrahlgestützte Abscheidung kann die elektromagnetischen Eigenschaften des Films verändern und die Leistung optischer Dünnschichten verbessern. (6) Die ionenstrahlgestützte Abscheidung ermöglicht das Wachstum verschiedener Dünnschichten bei niedrigen Temperaturen und vermeidet die negativen Auswirkungen auf Materialien oder Präzisionsteile, die durch die Behandlung bei hohen Temperaturen entstehen würden, da die Parameter der Atomabscheidung und der Ionenimplantation präzise und unabhängig voneinander eingestellt werden können und sich bei niedrigen Beschussenergien kontinuierlich wenige Mikrometer dicke Schichten mit gleichmäßiger Zusammensetzung erzeugen lassen.
Veröffentlichungsdatum: 07.03.2024