Plasma-enhanced atomic layer deposition of binary metal oxides as gas barrier layers on polymers

  • To protect sensitive goods such as foods and pharmaceuticals effectively against degradation, respective packaging materials like polyethylene-terephthalate (PET) and polypropylene (PP) often need additional coatings. In this thesis, the potential of PEALD for this application was investigated and demonstrated, also in comparison with other deposition techniques. Besides the development of new, thermally stable molecular Ti compounds for application as precursors in the PEALD of TiO\(_{2}\) thin films, also the interactions between inorganic oxides and polymeric substrates and the respective interfaces were investigated employing \(\it {in-situ}\) methods. It was shown that the precursor choice has a substantial influence on the final barrier performance. In addition, it was demonstrated that PEALD thin films are capable to promote an improved, successive PECVD-growth of silica-like thin films with low defect amounts.
  • Um empfindliche Produkte wie Nahrungsmittel und pharmazeutische Wirkstoffe effektiv vor Degradation zu schützen, müssen Verpackungsmaterialien wie Polyethylene-Terephthalat (PET) und Polypropylen (PP) oftmals zusätzlich beschichtet werden. In dieser Doktorarbeit ist einerseits das Potential der PEALD für eben diese Anwendung untersucht und dargelegt worden, auch im Hinblick eines Vergleichs mit anderen Abscheidungsmethoden. Neben der Entwicklung neuer, thermisch stabiler molekularer Ti-Verbindungen zur Verwendung als sog. Precursor in der PEALD von TiO\(_{2}\), wurden die Wechselwirkung zwischen anorganischen Oxiden und Polymersubstraten sowie deren Grenzschichten mit Hilfe von \(\it {in-situ}\) Methoden untersucht. Hierbei wurde gezeigt, dass die Precursorwahl einen erheblichen Einfluss auf die spätere Barrierewirkung hat. Des Weiteren wurde gezeigt, dass PEALD-Schichten in der Lage sind, ein verbessertes, sukzessives Aufwachsen durch PECVD von defektarmen Silika-ähnlichen Schichten zu ermöglichen.

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Metadaten
Author:Maximilian GebhardGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-58088
Referee:Anjana DeviGND, Peter AwakowiczGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2018/07/03
Date of first Publication:2018/07/03
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Chemie und Biochemie
Date of final exam:2017/12/08
Creating Corporation:Fakultät für Chemie und Biochemie
GND-Keyword:Atomlagenabscheidung; Dünne Schicht; Polymere; Plasma; Metalloxide
Institutes:Lehrstuhl für Anorganische Chemie II, Inorganic Materials Chemistry
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie, Kristallographie, Mineralogie
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gilt der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht