Separated effects of neutrals, ions, metastables and photons on the properties of plasma deposited functional coatings

  • Low-pressure plasmas are used industrially for cleaning, etching and coating surfaces. Plasma activation of polymers, for example, can improve the adhesion of a gas barrier layer on food packaging. Various species generated in the plasma, such as neutrals, ions, metastables and UV-photons, lead to interaction processes between the plasma and the surface. This work investigates these processes by separated plasma species. To achieve this species separation, an ion-repelling grid system (IReGS) was developed which, in combination with other diagnostics, enables the investigation of separate surface effects depending on the plasma-generated species. Two processes are being investigated: The plasma activation of polymers in an inductively coupled plasma (ICP) and the deposition of thin metallic layers in a high-power impulse magnetron sputtering discharge (HiPIMS).
  • Niederdruckplasmen werden industriell zur Reinigung, zum Ätzen und der Beschichtung von Oberflächen eingesetzt. Dabei kann beispielsweise eine Plasmaaktivierung von Polymeren die Haftung einer Gas-Barriereschicht bei Lebensmittelverpackungen verbessern. Verschiedenste im Plasma erzeugte Spezies wie Neutralteilchen, Ionen, metastabile Teilchen und UV-Photonen führen dabei zu Wechselwirkungsprozessen zwischen dem Plasma und der Oberfläche. Diese Arbeit untersucht dies aufgelöst nach den im Plasma erzeugten Spezies. Um dies zu erreichen, wurde ein ionenabweisendes Gittersystem (IReGS) entwickelt, welches in Kombination mit weiteren Diagnostiken die Untersuchung separater Oberflächeneffekte in Abhängigkeit von der Plasma erzeugten Spezies ermöglicht. Dabei werden zwei Prozesse untersucht, die Plasmaaktivierung von Polymeren in einem induktiv gekoppelten Plasma (ICP) und die Abscheidung dünner metallischer Schichten in einer Hochleistungs-Impuls-Magnetron-Sputtering Entladung (HiPIMS).

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Metadaten
Author:Beatrix BiskupGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-125660
DOI:https://doi.org/10.13154/294-12566
Referee:Jan BenediktGND, Achim von KeudellORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2024/04/25
Date of first Publication:2024/04/25
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie
Date of final exam:2023/11/22
Creating Corporation:Fakultät für Physik und Astronomie
GND-Keyword:Niederdruckplasma; Plasma; Beschichtung; Diagnostik; Vakuum-UV-Spektroskopie
Institutes/Facilities:Institut für Experimentalphysik II
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Physik
faculties:Fakultät für Physik und Astronomie
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht