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Beschichtung SALD-Technologie ermöglicht atomare Nanobeschichtungen in 3D

| Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Mit „Spatial Atom Layer Deposition“ (SALD) wurde ein patentiertes Verfahren entwickelt, mit dem im industriellen Maßstab Beschichtungen aufgetragen werden können, die so dünn sind wie ein einziges Atom.

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Beim SALD-Verfahren werden atomare Nanobeschichtungen dreidimensional aufgetragen. Durch schichtweise Materialkombinationen entstehen funktionale Oberflächen.
Beim SALD-Verfahren werden atomare Nanobeschichtungen dreidimensional aufgetragen. Durch schichtweise Materialkombinationen entstehen funktionale Oberflächen.
(Bild: SALD B.V)

Das SALD-Verfahren wurde von Wissenschaftlern in deutschen Fraunhofer-Instituten und TNO (The Netherlands Organisation) über zehn Jahre hinweg gemeinsam entwickelt und erprobt. Aus dieser Kooperation wurde das in den Niederlanden ansässige gleichnamige Startup SALD ausgegründet, dem die industrielle Anwendung dieser revolutionären neuen Technologie obliegt. Mit der Spatial-Atom-Layer-Deposition-Technologie lässt sich die Produktionsgeschwindigkeit bei gleichbleibender Beschichtungsqualität um das 5- bis 10-fache steigern gegenüber dem heute verwendeten ALD-Verfahren.

Beim Verfahren SALD werden atomare Nanobeschichtungen dreidimensional auf Oberflächen aufgetragen. Jede Schicht ist so dick oder besser dünn wie ein einzelnes Atom, die nebeneinander liegend die Oberfläche umschließen. Eine einzelne Ebene ist etwa 1,1 Angström dünn, das entspricht 0,00000011 mm. Der Clou ist die Mischung: Mit jeder Schicht können jeweils andere Materialien aufgebracht werden, so dass es zu einer chemischen Reaktion mit der zuvor aufgetragenen Substanz kommt. Bei den Oberflächenmaterialien kann es sich beispielsweise um Metalle, Oxide, Nitride, Sulfide, Fluoride oder andere Stoffe handeln. Die jeweilige chemische Reaktion verändert die Funktionalität der Gesamtoberfläche.

Durch die Vielzahl der möglichen Kombinationen ergibt sich ein beinahe unendliches Funktionsspektrum, je nachdem, welche Materialien in welcher Reihenfolge und in wie vielen Schichten aufgetragen werden. In dem dreidimensionalen Multilayerverfahren lassen sich auf beinahe beliebigen Oberflächen funktional völlig unterschiedliche Substanzen, komplexe Verbindungen, Polymere und hybride organische und anorganische Materialien erzeugen. Daraus resultiert das extrem breite industrielle Einsatzfeld der SALD-Technologie von der Chipfertigung über Batteriezellen, Solarpanels, Textilien und Medizinprodukte bis hin zu hauchdünnen reißfesten Folien für Verpackungen in der Lebensmittel- und Konsumgüterindustrie. Trotz der hohen Funktionalität sind die entstehenden Oberflächen extrem dünn: Neun aufeinander aufgebrachte Schichten besitzen eine Dicke von etwa 1 nm (0,000001 mm).

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