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Schichtwachstum, optische und elektrische Eigenschaften von Silber auf PET-Folie

Autor :J. Christoph Charton
Herkunft :OvGU Magdeburg, Fakultät für Naturwissenschaften
Datum :30.05.2002
 
Dokumente :
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Typ :Dissertation
Format :Text
Kurzfassung :In der vorliegenden Arbeit werden dünne Silber-Schichten hinsichtlich ihrer optischen und elektrischen Eigenschaften und bezüglich ihres Wachstums untersucht. Die Schichten werden mittels Magnetronsputtern in einer Foliensputteranlage auf PET-Folie aufgebracht. Es wird insbesondere untersucht, inwieweit sich die Prozessparameter bei der Schichtabscheidung auf die Schichteigenschaften auswirken. Das Schichtwachstum wird anhand von AFM- und REM-Aufnahmen analysiert. Es zeigt sich, dass sowohl die Perkolationsschwelle für die Ag-Schichten als auch die Dicke, bei der eine geschlossene Ag-Schicht auftritt, davon abhängen, bei welchem Prozessdruck die Schichten abgeschieden werden und wie hoch die eingespeiste Leistung zur Zerstäubung ist. Auch das Tastverhältnis bei gepulster Energieeinspeisung hat einen Einfluss auf die Schichteigenschaften. Der Einfluss der Prozessparameter auf das Wachstum der Ag-Schichten auf PET-Folie wird erklärt mit dem Energieeintrag auf das Substrat bezogen auf die Zahl der abgeschiedenen Ag-Atome und die daraus resultierende Beeinflussung der Oberflächendiffusion der Ag-Adatome. Der komplexe Brechungsindex von Ag-Schichten auf PET-Folie wird anhand von Transmissions- und Reflexionsspektren im sichtbaren und nahinfraroten Spektralbereich berechnet. Dabei zeigt sich, dass bei geschlossenen Schichten der Brechungsindex nicht von den Parametern der Schichtabscheidung und auch nicht von der Schichtdicke abhängt, während für nicht geschlossene Schichten eine deutliche Abhängigkeit von der Schichtdicke auftritt. Im Rahmen dieser Arbeit wird dabei erstmalig der Brechungsindex von nicht geschlossenen Ag-Schichten auf PET-Folie im gesamten sichtbaren und einem Teil des nahinfraroten Spektralbereichs berechnet und seine Abhängigkeit von der Schichtdicke bestimmt. Die Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der Dicke der Ag-Schicht wird im Rahmen eines aus der Literatur bekannten Modells beschrieben. Anhand des Modells werden Einflüsse auf die Leitfähigkeit durch Streuung von Elektronen an den Grenzflächen der Schicht und an den Korngrenzen des polykristallinen Materials separat beschrieben. Auch die Schichtdickenabhängigkeit der Leitfähigkeit von Ag bei Variation der Abscheideparameter Prozessdruck, eingespeiste Leistung und Tastverhältnis werden untersucht. Dabei wird gezeigt, dass die Ergebnisse mit den optischen Messungen korreliert sind und sich ebenfalls durch eine Betrachtung der Oberflächendiffusion erklären lassen. Erstmalig wird die Abhängigkeit der Leitfähigkeit und der Absorption von Ag-Schichten auf Unterschichten aus TiO2 und ZnO, sowohl in Abhängigkeit der Dicke der Unterschicht als auch der Ag-Schicht, untersucht. Es wird gezeigt, dass die Oberflächenrauheit der Unterschicht nur eine untergeordnete Bedeutung für das Schichtwachstum hat. Wesentlichen Einfluss hat dagegen die Prozessführung bei der Abscheidung der Unterschicht. Insbesondere nicht geschlossene TiO2-Schichten, die in einem Überschuss an Sauerstoff abgeschieden werden, führen zu einer deutlichen Verringerung der Leitfähigkeit einer darauf abgeschiedenen Ag-Schicht.
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Erstellt am :28.08.2008 - 06:36:05
Letzte Änderung :22.04.2010 - 09:28:05
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