Sol-Gel Verfahren allgemein
Mit dem Sol-Gel-Verfahren können Materialien in beliebiger Form und Zusammensetzung hergestellt werden, darunter keramische Dünn- und Dickschichten, Komposite, Pulver und massive Strukturen.
Für die Herstellung keramischer Materialien sind die Ausgangsstoffe bei dem Sol-Gel Verfahren im Allgemeinen metallorganische Verbindungen. Diese können Metallalkoholate, Salze organischer Säuren oder andere metallorganische Verbindungen, wie Pentandionate, sein.
Die Verbindungen werden entsprechend der Stöchiometrie der gewünschten späteren Verbindung in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, oder Lösungsmittelgemisch, gelöst. So hergestellte Sole können mittels Spin- oder Dipcoatings in Form dünner Schichten auf geeigneten Substraten abgeschieden werden. Als Substrate kommen Siliziumwafer, platinierte Siliziumwafer, Korundfolien oder dünne metallische Folien in Frage. Die Wahl des Substrates richtet sich nach der späteren Verwendung der Schicht.
Die abgeschiedenen Schichten werden danach pyrolysiert. Während der Pyrolyse werden die metallorganischen Verbindungen durch Oxidation in die gewünschte keramische Phase überführt. Je nach Konzentration des Sols können hier am IMST durch Einfachbeschichtung Schichten hergestellt werden, die in der Schichtdicke zwischen 80 und 800 nm variieren. Ebenso sind Mehrfachbeschichtungen möglich.
Die Vorteile des Verfahrens sind offensichtlich. Es ist ein billiges und einfaches Verfahren. So benötigt man keine aufwendigen Anlagen und Apparaturen. Die Stöchiometrien der gewünschten späteren keramischen Phase sind leicht und über einen weiten Bereich einstellbar. Auch sind Dotierungen sehr einfach zu bewerkstelligen. Die hergestellten Schichten sind in ihren Eigenschaften qualitativ sehr hochwertig.
Am IMST wird an verschiedenen dielektrischen und ferroelektrischen Materialien geforscht.
Die verschiedenen dielektrischen, ferroelektrischen, magnetischen und optischen Eigenschaften können am hier IMST bestimmt werden. Es stehen Meßaufbauten zur Bestimmung der dielektrischen Eigenschaften in Wechselfeldern und zur Bestimmung ferroelektrischer Hysteresen zur Verfügung. Des weiteren können die magnetischen, piezoelektrischen und pyroelektrischen Eigenschaften bestimmt werden. Zur Analyse der Mikrostruktur steht ein Rasterelektronenmikroskop mit EDAX zur Verfügung.
mehr Informationen zu diesem Thema
Schlagworte: Sol-Gel-Verfahren, IMST, Schichten, Dünnschichten
Autor: A. Piorra
_klein.jpg "Einstellung der Zelladhäsion")
.gif "Mikrostrukturmanipulation")
.jpg "Nanostäbchen")
