Design nových funkčních materiálů, a cest pro jejich reaktivní magnetronové naprašování, pomocí pokročilých počítačových simulací
Cíle projektu
Předmětem projektu je využití pokročilých počítačových simulací pro design (i) nových funkčních materiálů a (ii) cest pro jejich přípravu ve formě tenkých vrstev pomocí magnetronového naprašování. Bude využita řada moderních simulačních technik, od (i) modelování plazmatu a jeho interakcí s povrchy přes (ii) ab-initio popis povrchu rozprašovaných terčů a (iii) reprodukci růstu vrstev pomocí klasické molekulární dynamiky (včetně vývoje vlastních interakčních potenciálů) po (iv) ab-initio výpočty struktur a vlastností krystalických i amorfních materiálů. Teoretický výzkum bude probíhat ve stejné oblasti jako a v přímé souvislosti s paralelnim experimentálním výzkumen, od diagnostiky plazmatu přes klasické reaktivní magnetronové naprašování po pokročilé techniky jako je vysokovýkonové pulzní magnetronové naprašování s pulzní kontrolou toku reaktivního plynu. Studované materiály budou zahrnovat (i) požadované ale obtížně připravitelné fáze oxidů kovů, (ii) multikomponentí nitridy a (iii) oxynitridy.
Klíčová slova
Thin filmsMagnetron sputteringAb-initio calculationsMolecular dynamics simulationsNanostructured materialsAmorphous materialsMulticomponent nitridesMetal oxidesQuantum mechanically guided designGrowth simulationsHiPIMS
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
Standardní projekty 23 (SGA0201900001)
Hlavní účastníci
Západočeská univerzita v Plzni / Fakulta aplikovaných věd
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
19-14011S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Design of novel functional materials, and pathways for their reactive magnetron sputtering, using advanced computer simulations
Anotace anglicky
The project subject is using advanced simulation techniques to design (i) novel functional materials and (ii) pathways for their preparation in the form of thin films by magnetron sputtering. Number of state-of-the-art simulation techniques will be utilized, ranging from (i) simulations of plasma and plasma-surface interactions through (ii) ab-initio description of the sputter target surface and (iii) reproducing the film growth using classical molecular dynamics (including a development of own force fields) to (iv) ab-initio calculations of structures and properties of crystalline and amorphous materials. The theoretical investigations will be performed in the same field as and in a direct connection with a parallel experimental research, ranging from plasma diagnostics through classical reactive magnetron sputtering to advanced techniques such a high-power impulse magnetron sputtering with a pulsed reactive gas flow control. The materials of interest will include (i) desired but difficult to prepare phases of metal oxides, (ii) multicomponent nitrides, and (iii) oxynitrides.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
20506 - Coating and films
OECD FORD - vedlejší obor
—
OECD FORD - další vedlejší obor
—
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)JK - Koroze a povrchové úpravy materiálu
Hodnocení dokončeného projektu
Hodnocení poskytovatelem
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Zhodnocení výsledků projektu
Vypracované postupy návrhu nových materiálů a experimentální ověření vypracovaných modelů na vybraných materiálech výrazně přispívají k základnímu poznání procesů probíhajících při magnetronovém naprašování. Výsledky mohou nalézt uplatnění ve vakuové technologii tenkých vrstev.
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2019
Ukončení řešení
31. 12. 2021
Poslední stav řešení
U - Ukončený projekt
Poslední uvolnění podpory
30. 4. 2021
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP22-GA0-GA-U
Datum dodání záznamu
29. 6. 2022
Finance
Celkové uznané náklady
5 092 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
4 762 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
330 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Uznané náklady
5 092 tis. Kč
Statní podpora
4 762 tis. Kč
0%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Coating and films
Doba řešení
01. 01. 2019 - 31. 12. 2021