Investigation of hybrid HiPIMS systems for deposition of nanostructured thin films
Project goals
The main objective of the proposed project is to design and optimize a new hybrid system for HiPIMS deposition of nanostructured perovskite oxides PbZrxTi1-xO3 (PZT) working with high power delivered into the plasma during short time period. The main goal of the project will be research of various combinations of driving discharge pulse generators in parallel connection and working at low (10-1000 Hz) and high (50-400 kHz) frequencies. Another objective of the research will be different combinations ofplasma sources such as planar magnetron and plasma jet (operating with hollow cathode) working in HiPIMS mode. The aim therefore is to find such conditions in hybrid systems enabling a deposition of sufficiently homogeneous nanostructured PZT thin filmson metal or dielectric substrates of desired structure and stoichiometry and of the highest deposition rate. The aim are related to finding of optimal deposition conditions of hybrid HiPIMS system by using sophisticated plasma diagnostics methods.
Keywords
perovskite oxidemagnetronHIPIMShollow cathodenanostructured filmslow-temperature plasmapulsed dc plasmaplasma diagnostics
Public support
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Programme
COST CZ
Call for proposals
COST CZ 2 (SMSM2012LD2)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
MSMT-7027/2012-36
Alternative language
Project name in Czech
Výzkum hybridních HiPIMS systémů určených pro depozice nanostrukturovaných tenkých vrstev
Annotation in Czech
Hlavním cílem navrhovaného projektu je konstrukce a optimalizace nového hybridního HiPIMS systému pro depozice nanostrukturovaných perovskitových oxidů PbZrxTi1-xO3 (PZT) pracujícího s vysokým výkonem v krátkém časovém pulzu plazmatu. Hlavním cílem projektu bude výzkum různých kombinací buzení výboje paralelním zapojením pulzních generátorů pracujících na nízkých (10-1000 Hz) a vysokých (50-400 kHz) pulzních frekvencích. Dalším cílem pak bude výzkum různých kombinací plazmových zdrojů jako je planární magnetron a plazmová tryska (pracující s dutou katodou a proudícím plynem) pracujících v HiPIMS módu. Cílem tedy bude nalézt takové podmínky hybridních systémů, umožňující deponovat dostatečně homogenní nanostrukturované tenké vrstvy PZT na kovové nebo dielektrické substráty požadované struktury a stechiometrie co nejvyšší depoziční rychlostí. S tím souvisí nalezení optimálních depozičních podmínek hybridního HiPIMS systému pomocí sofistikovaných diagnostických metod plazmatu.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
BL - Plasma physics and discharge through gases
CEP - secondary branch
BM - Solid-state physics and magnetism
CEP - another secondary branch
JA - Electronics and optoelectronics
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)
20201 - Electrical and electronic engineering
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
The hybrid HiPIMS deposition system using a combination of MF pulsed discharge or ECWR discharge was implemented within the project. The system has been successfully diagnosed with low-temperature plasma diagnostics techniques and optimized for the deposition of oxide layers. First deposition experiments showed that the optimized system may significantly affect the crystal structure of the films.
Solution timeline
Realization period - beginning
Mar 1, 2012
Realization period - end
Jun 30, 2013
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Feb 25, 2013
Data delivery to CEP
Confidentiality
C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.
Data delivery code
CEP14-MSM-LD-U/01:1
Data delivery date
Jun 30, 2014
Finance
Total approved costs
618 thou. CZK
Public financial support
618 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
618 CZK thou.
Public support
618 CZK thou.
0%
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
CEP
BL - Plasma physics and discharge through gases
Solution period
01. 03. 2012 - 30. 06. 2013