Plasma ger effektiv ytbeläggning
En ny process för ytbeläggning har utvecklats av fysiker vid Linköpings universitet i samarbete med företaget Chemfilt Ionsputtering AB. Genom att ytfilmen tillverkas ur ett plasma där beläggningsmaterialet är joniserat har man större möjlighet att kontrollera och styra processen.
Plasmat har intressanta egenskaper och potential att skapa ytfilmer av hög kvalitet, visas i en doktorsavhandling av Johan Böhlmark vid Avdelningen för plasma & ytfysik.
Människan har åstadkommit tunna ytbeläggningar sedan civilisationens gryning. I Luxor i Egypten har man funnit bladguld med en tjocklek av 3 mikrometer daterade till 1500 f Kr. Idag används tunnfilmsteknik för produkter som elektroniska komponenter, klockor, glasögon, cd-skivor, tv- apparater, verktyg och medicinsk utrustning.
En vanlig tillverkningsmetod är magnetronsputtring, där atomer från materialet frigörs när de bombarderas med joner av till exempel argon. För vissa högteknologiska tillämpningar är det dock önskvärt att ha kontroll över energi eller riktning på beläggningsflödet, vilket man kan få om det i stället består av joner.
Den metod som nu utvecklats vid LiU innebär att man lägger pulser med hög elektrisk effekt – upp till 1 MW – på en katod. Den höga effekten ger en urladdningsström som är så stark att ett högjoniserat plasma skapas – tätare än solens corona.
Metoden kallas högeffektpulsad magnetronsputtring (high power impulse magnetron sputtering, HIPIMS). Utvecklingsarbetet har huvudsakligen bedrivits inom gruppen Plasma & ytbeläggningsfysik under ledning av professor Ulf Helmersson. Johan Böhlmark presenterar i sin avhandling en grundläggande studie om processen. Hans analyser visar att plasmat är kraftigt joniserat och innehåller en stor andel joner från katoden, det vill säga beläggningsmaterialet. Det högjoniserade plasmat kan inte bara användas för tillväxt av högkvalitativa ytbeläggningar utan också etsning och rengöring av ytor.
Avhandlingen Fundamentals of high power impulse magnetron sputtering lades fram 13 april 2006.
Kontaktinformation
Johan Böhlmark 013-288997, johbo@ifm.liu.se, johan.bohlmark@ionsputtering.com
Ulf Helmersson 013-281685, 073-4170146, ulfhe@ifm.liu.se
