Nanostructured multifunctional coatings prepared using highly ionized pulsed plasmas
Project goals
The aim of the project is to prepare thin-film materials with unique physical and functional properties. They will be synthesized using new high-power pulsed magnetron sputtering techniques without the need for high substrate bias voltages, high substrate temperatures and post-deposition annealing. Benefits of the new magnetron sputtering techniques with highly ionized pulsed plasmas will be utilized in a high-rate reactive deposition of densified oxides (such as HfO2 and Al2O3) and oxynitrides (such as HfON) with controlled structure and properties, and oxynitride coatings with nanoclustered surfaces (such as TaON with Cu, Ag and Ni nanoclusters, having a potential to produce H2 and O2 from water under visible light irradiation). The pulsed magnetron sputtering techniques will be also used for preparation of new multifunctional thin-film materials (multicomponent nitrides and oxynitrides) from the Hf(Ta)(Si)BCN(O) system. The correlations between process parameters and the elemental composition, structure and properties of the formed materials will be explained.
Keywords
Nanostructured coatingsMagnetron sputteringHighly ionized plasmasDensified oxidesOxynitridesMulticomponent nitridesNanoclustersHardnessOptical transparencyDielectric constantThermal stabilityOxidation resistancePhotoactivityHigh deposition rateLow substrate temperature
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 18 (SGA0201400001)
Main participants
Západočeská univerzita v Plzni / Fakulta aplikovaných věd
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
14-03875S
Alternative language
Project name in Czech
Nanostrukturní multifunkční povlaky připravené užitím silně ionizovaného pulzního plazmatu
Annotation in Czech
Cílem projektu je příprava tenkovrstvých materiálů s unikátními fyzikálními a funkčními vlastnostmi. Budou syntetizovány užitím nových vysokovýkonových pulzních magnetronových naprašovacích technik bez nutnosti vysokého záporného předpětí substrátů, vysokých teplot substrátů a ohřevu po depozici. Výhody nových magnetronových technik se silně ionizovaným pulzním plazmatem budou využity při vysokorychlostní depozici densifikovaných oxidů (např. HfO2 a Al2O3) a oxynitridů (např. HfON) s řízenou strukturou a vlastnostmi a oxynitridových povlaků s nanoklastry na povrchu (např. TaON s nanoklastry Cu, Ag a Ni s vysokým potenciálem vytvářet po ozáření viditelným světlem vodík a kyslík z vody). Pulzní magnetronové techniky budou využity také při přípravě nových multifunkčních materiálů (multikomponentní nitridy a oxynitridy) ze systému Hf(Ta)(Si)BCN(O). Budou objasněny korelace mezi procesními parametry a prvkovým složením, strukturou a vlastnostmi vytvořených materiálů.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
JI - Composite materials
CEP - secondary branch
JJ - Other materials
CEP - another secondary branch
—
20502 - Paper and wood
20503 - Textiles; including synthetic dyes, colours, fibres (nanoscale materials to be 2.10; biomaterials to be 2.9)
20505 - Composites (including laminates, reinforced plastics, cermets, combined natural and synthetic fibre fabrics; filled composites)
21001 - Nano-materials (production and properties)
21002 - Nano-processes (applications on nano-scale); (biomaterials to be 2.9)
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The pulsed magnetron sputtering techniques were used for preparation of novel multifunctional thin films. Correlations between process parameters and elemental composition, structure and properties of the formed materials were explained. The aims of the project were achieved. The results were published (13 impacted articles), 2 articles were accepted for publication and one was submitted.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2014
Realization period - end
Dec 31, 2016
Project status
U - Finished project
Latest support payment
May 4, 2016
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP17-GA0-GA-U/03:1
Data delivery date
Jun 28, 2017
Finance
Total approved costs
5,985 thou. CZK
Public financial support
5,985 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
5 985 CZK thou.
Public support
5 985 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JI - Composite materials
Solution period
01. 01. 2014 - 31. 12. 2016