Advanced experimental research of discharge plasma sources applied for deposition of nanostructured thin films
Project goals
We propose in the project to perform investigation of plasma sources operating in pulse regime (cylindrical and planar magnetron, hollow cathode and surfatron-generated plasma jet), to characterize plasma sources with respect to deposition of thin filmsand together with computer simulation to clarify physical processes during growth and formation of films. The plasma sources will be investigated by appropriate diagnostics methods and obtained results will be used as input parameters into the computer simulations. The main objectives are:- To optimize plasma sources in pulse regime for efficient thin oxide film deposition: low-pressure dc magnetron, hollow cathode and microwave plasma jet.- To implement in these plasma sources the best suitable forms of the time-resolved diagnostic techniques: electrostatic probe, optical emission and laser absorption spectroscopy, mass spectrometry and ion flux diagnostics.- To obtain experimental data on the complex plasma processes occurring within these sources and to understand their significance with respect to the deposited nanocrystalline material properties including diagnostics of crystallographic structure.- Acquired plasma parameters and measured thin film properties will be used for development of computer simulation of thin film growth and enable us to describe basic physical principles responsible for thin film formation.
Keywords
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 14 (SGA02011GA-ST)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
P205-11-0386
Alternative language
Project name in Czech
Pokročilý experimentální výzkum výbojových zdrojů plazmatu použitých pro přípravu nanostrukturovaných tenkých vrstev
Annotation in Czech
V projektu předpokládáme provést výzkum pulsně modulovaných zdrojů plazmatu (válcový a planární magnetron, plazmová tryska, mikrovlnný surfatronový výboj), jejich charakterizaci pro nanášení tenkých (především oxidových) vrstev a spolu s počítačovými simulacemi objasnit fyzikální procesy při růstu a formování tenkých vrstev. Plazma bude v těchto systémech studováno pomocí vhodných diagnostických metod a získané výsledky budou sloužit jako vstupní parametry do modelu počítačových simulací. Hlavní cíle projektu jsou následující: Optimalizovat pulzní zdroje plazmatu pro efektivní nanášení tenkých oxidových vrstev: planární magnetron, plazmovou trysku s dutou katodou pracujícícmi za nízkého tlaku a surfatronem buzený mikrovlnný tryskový výboj pracující za vyšších tlaků. Implementovat do těchto zdrojů plazmatu následující zdokonalené diagnostické metody měřící s časovým rozlišením: elektrostatickou sondu, emisní a laserovou absorpční spektroskopii, hmotovou spektrometrii a měření energetického rozdělení iontů. Experimentálně charakterizovat plazmatické procesy probíhající v těchto zdrojích plazmatu a porozumět jejich vlivu na vlastnosti nanášených nanokrystalických tenkých vrstev včetně diagnostiky jejich krystalografické struktury a s ní spjatých vlastností. Na základě výsledků diagnostiky plazmatu a vlastností nanesených vrstev vytvořit počítačové simulace růstu vrstev a vysvětlit základní fyzikální principy zodpovědné za formování vrstev.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
Main outcome of the project consist in the development of probe diagnostics (modified Katsumata probe) enabling mapping of ion flux onto substrate in hybrid MF-HiPIMS systems, in the deposition of thin films (Ti-Cu composite layer with a gradient structure, control of the crystallographic structure of the TiO2 films by p-d parameter) and in simulations of thin film growth (13 published papers).
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2011
Realization period - end
Dec 31, 2013
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Jun 12, 2013
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP14-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Jul 1, 2014
Finance
Total approved costs
6,124 thou. CZK
Public financial support
6,124 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
6 124 CZK thou.
Public support
6 124 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BL - Plasma physics and discharge through gases
Solution period
01. 01. 2011 - 31. 12. 2013