Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Next level epitaxy (NLE) – a novel approach for the mass production of semiconductor layers

Dikme Yilmaz, Sinhoff Volker

Inżynieria Materiałowa

|

2023

|

Vol. 44, nr 3

12--15

EN

In this work data of thin aluminum nitride (AlN) layers grown by next level epitaxy (NLE) process on sapphire, GaN (gallium nitride) and glass are presented. The NLE layers are grown below 250°C surface temperature combining PVD (physical vapor deposition) and CVD (chemical vapor deposition). The NLE growth process is in principle following the MOCVD (metal organic chemical vapor deposition) growth standard, including substrate cleaning, start layer and main layer. All steps use different plasma sources in various combinations. In total four different plasma sources have been used. On sapphire epitaxial AlN with a smooth surface could be demonstrated which have been further overgrown by MOCVD. In further experiments MOCVD AlN and GaN layers have been overgrown with NLE AlN demonstrating the epitaxial growth character of the NLE process. The AlN on glass resulted in smooth surfaces and highly c-plane oriented AlN where even the 105-peak could be detected. The NLE process has the capability for the mass production of various semiconductor layer and thin films.

PL

W pracy przedstawiono dane dotyczące cienkich warstw azotku glinu (AlN) wytworzonych w procesie epitaksji następnego poziomu (NLE) na szafirze, azotku galu (GaN) i szkle. Warstwy NLE hodowano poniżej temperatury powierzchni 250°C, łącząc fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD) i chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD). Proces wzrostu NLE był zasadniczo zgodny ze standardem wzrostu w procesie osadzania metali organicznych z fazy gazowej (MOCVD), w tym czyszczenie podłoża, warstwa początkowa i warstwa główna. Wszystkie etapy wykorzystywały różne źródła plazmy w różnych kombinacjach. W sumie zastosowano cztery różne źródła plazmy. Na szafirze można było wykazać epitaksjalny AlN o gładkiej powierzchni, który został dodatkowo porośnięty przez MOCVD. W dalszych eksperymentach warstwy MOCVD AlN i GaN zostały porośnięte NLE AlN, co świadczy o epitaksjalnym charakterze wzrostu procesu NLE. AlN na szkle dał gładkie powierzchnie i AlN zorientowany w płaszczyźnie c, gdzie można było wykryć nawet pik 105. Proces NLE umożliwia masową produkcję różnych warstw półprzewodników i cienkich warstw.

2

Investigations of CrN/TiO2 coatings obtained in a hybrid PVD/ALD method on Al-Si-Cu alloy substrate

Staszuk Marcin

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 2

art. no. e144622

EN

The paper addresses an important scientific topic from the utilitarian point of view concerning the surface treatment of Al-Si-Cu aluminum alloys by PVD/ALD hybrid coating deposition. The influence of the conditions of deposition of titanium oxide in CrN/TiO2 coatings on their structure and properties, in particular corrosion resistance, were investigated. The TiO2 layer was produced by the atomic layer deposition (ALD) method with a variable number of cycles. Structural investigations were performed using scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM), atomic force microscopy (AFM), and Raman spectroscopy methods. Electrochemical properties were analyzed using potentiodynamic and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) methods. The CrN/TiO2 hybrid coating with titanium oxide deposited at 500 ALD cycles showed the best corrosion properties. It was also found that the prerequisite for obtaining the best electrochemical properties was the amorphous structure of titanium oxide in the tested hybrid coatings. The high tribological properties of the tested coatings were also confirmed.

3

Application of Physical Vapor Deposition in Textile Industry

Miśkiewicz Pamela, Frydrych Iwona, Cichocka Agnieszka

Autex Research Journal

|

2022

|

Vol. 22, no. 1

42--54

EN

Currently, scientists are striving to produce innovative textile materials characterized by special properties. Therefore, attempts have been made to use physical and chemical vapor deposition techniques to modify the surface of textile materials, i.e., nonwovens, fabrics, and knitted fabrics. By using these techniques for modifying the basic materials, researchers have obtained textiles with novel properties, which are used in shielding materials, textronics, or clothing, as well as in specialized accessories. The PVD process can be applied for almost all materials. The physical vapor deposition process allows for obtaining layers of different thicknesses and with various physical and chemical properties. This article is a review of the latest state of the art on the use of various methods of physical vapor deposition in textiles destined for different purposes.

4

Evaluation of TiN Coating Properties Deposited on HS6-5-2C Steel

Kowalczyk Joanna

Tribologia

|

2020

|

nr 3

23--31

EN

The article presents selected properties of TiN coating on HS6-5-2C steel by Physical Vapour Deposition (PVD). The coating thickness was measured with a Calotest, and its hardness was measured with a nanohardness tester. Tribological parameters were determined, namely, the coefficient of friction and linear wear on the TRB3 tester operating in a ball-on-disk sliding friction pair. The disc was made of HS6-5-2C steel with a TiN coating and the ball of 100Cr6 steel without coating and with a-C:H coating, with Al2O3. The tests were performed under technically dry friction conditions. The coating structure observations were made using a scanning microscope, and the analysis of the geometric structure of samples, before and after tribological tests, were performed with an optical profile measurement gauge. The test results showed that the lowest linear wear was obtained for friction pairs with an Al2O3 ball and a steel ball with a-C:H coating applied.

PL

W artykule przedstawiono wybrane właściwości powłoki TiN osadzonej na stali HS6-5-2C techniką fizycznego osadzania z fazy gazowej PVD. Zmierzono grubość powłoki przy użyciu Calotestera oraz jej twardość za pomocą nanotwardościomierza. Określono parametry tribologiczne, a mianowicie współczynnik tarcia i zużycie liniowe na testerze TRB3 pracującym w skojarzeniu trącym kula–tarcza w ruchu ślizgowym. Tarcza wykonana była ze stali HS6-5-2C z powłoką TiN, a kula ze stali 100Cr6 bez i z naniesioną powłoką a-C:H, z Al2O3. Badania wykonano w warunkach tarcia technicznie suchego. Obserwacje struktury powłoki zrealizowano przy użyciu mikroskopu skaningowego, a analizę struktury geometrycznej powierzchni próbek przed i po testach tribologicznych wykonano profilometrem optycznym. Wyniki badań wskazały, że najmniejsze zużycie liniowe uzyskano dla par trących z kulą wykonaną z Al2O3 oraz stalową z naniesioną powłoką a-C:H.

5

Examination of Selected Thermal Properties of Basalt Composites

Miśkiewicz Pamela, Frydrych Iwona, Makówka Marcin

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2020

|

Vol. 28, no. 2 (140)

103--109

EN

A composite based on basalt fabric was produced because of its good thermal and mechanical properties. As a result of the reactive magnetron sputtering technique, a layer of aluminium and zirconium (IV) oxide 200 nm thick was deposited on Mylar film, which was adhered to the surface of the basalt fabric using a special adhesive glue and silicone. The variants of composites prepared were subjected to contact resistance tests at a contact temperature of 100 °C and 250 °C, as well as to resistance to thermal radiation tests. The tests carried out on the composites obtained showed an improvement of tested parameters.

PL

W pracy wytworzono kompozyt na bazie tkaniny bazaltowej ze względu na jej dobre właściwości termiczne i mechaniczne. W wyniku zastosowania techniki reaktywnego rozpylania magnetronowego na folii Mylar osadzono warstwę aluminium i tlenku cyrkonu o grubości 200 nanometrów, którą przyklejono na powierzchnię tkaniny bazaltowej poprzez zastosowywanie kleju oraz silikonu. Przygotowane warianty kompozytów poddano badaniom odporności na ciepło kontaktowe dla temperatury kontaktu 100 °C i 250 °C oraz odporności na promieniowanie cieplne. Przeprowadzone na kompozytach badania wykazały poprawę badanych parametrów.

6

Wpływ technologii wytwarzania na parametry anten tekstylnych

Nowak Iwona

Zeszyty Naukowe. Włókiennictwo / Politechnika Łódzka

|

2017

|

z. 73

37--65

PL

Praca doktorska składa się z części teoretycznej, eksperymentalnej oraz wniosków. Cześć eksperymentalna rozprawy doktorskiej składa się z trzech części. W pracy wytworzono anteny tekstylne trzema różnymi metodami: fizycznego osadzania z fazy gazowej, drukowania ink-jet oraz haftowania. Wszystkie te metody zostały wykorzystane do wytworzenia anteny o tej samej geometrii (anteny Vee). Taki rodzaj anteny może zostać wykorzystany w odzieży inteligentnej do przekazywania informacji o parametrach życiowych użytkownika. Potencjalnymi użytkownikami takiej odzieży mogą być strażacy, żołnierze, dzieci i osoby starsze. W elektronice noszonej zarówno nadajnik, jak i antena są ulokowane bardzo blisko ludzkiego ciała. Muszą one posiadać niewielkie wymiary i być lekkie, tak aby nie ograniczać komfortu użytkowania takiego systemu. Aby wytworzyć antenę tekstylną konieczne jest wytworzenie ścieżki elektroprzewodzącej na podłożu włókienniczym. W pracy właściwości elektryczne ścieżek elektroprzewodzących zostały ocenione na podstawie pomiaru oporności elektrycznej. Charakter, ciągłość i grubość ścieżek została oceniona za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Parametry elektryczne anten tekstylnych zostały ocenione na podstawie pomiaru impedancji wejściowej oraz współczynnika fali stojącej (WFS) odniesionego Z0 = 50 Ω. Pomiary charakterystyki promieniowania anten tekstylnych zostały wykonane w wolnej przestrzeni przy zastosowaniu generatora sygnału, analizatora widma i anteny pomiarowej. W pracy pokazano możliwość wytworzenie anten tekstylnym z zastosowaniem trzech różnych metod: fizycznego osadzania z fazy gazowej, drukowania ink-jet oraz haftowania. Najmniejszą wartość oporu elektrycznego uzyskano dla ścieżki antenowej wyprodukowanej z zastosowaniem metody PVD.

EN

The research and analysis of this work are divides into three parts, textile antennas were produced using three different methods: PVD (Physical Vapour Deposition), ink-jet printing and embroidery. For all of these methods the same antenna’s geometry (Vee antenna) was made. That kind of textile antenna can be used in smart clothes to transmit information about parameters of people’s life (firefighters, soldiers, babies, old people). In wearable communication system, both the transceiver and the antenna are located very close to human body. The requires very small and lightweight electronic components that have almost no impact on the user’s comfort. Textile antennas are widely used in wearable personal communication system. Electroconductive properties of formed antenna’s paths are evaluated by measuring surface electrical resistivity. The character, continuity and thickness of the paths are observed studying the images of surface and cross-sections of substrates under scanning electron microscope (SEM). The electrical parameters of textile antenna are verified by measurement of antenna input impedance and the voltage standing wave ratio (VSWR) referred to the impedance Z0 = 50 Ω of the antenna structures. Measurements of antenna’s radiation pattern are carried out in free space (open area test site), using a signal generator, spectrum analyzer and a measuring antenna. The possibility of making the effectively working textile antennas using Physical Vapour Deposition, ink-jet printing technique and embroidery technique has been shown. The antennas can be places in smart clothes and become part of electronics components of clothing. The smallest value of electrical resistivity of antenna’s paths exhibit the paths produce using the PVD process.

7

The influence of plasma gases composition and powder feed rate on microstructure of ceramic coatings obtained by plasma spray physical vapour deposition (PS-PVD)

Góral M., Kubaszek T.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2017

|

Vol. 41, nr 2

63--72

EN

The article presents results of research on the influence of the chemical composition of the plasma plume and the powder feed rate on microstructure and thickness of the ceramic coating deposited on IN617 alloy substrate by Plasma Spray Physical Vapour Deposition (PS-PVD) method. There were used three powder feed rates: 2, 10 and 30 g/min and five different compositions of plasma gas (Ar, He, H2 and O2). Current – 2200 A, a sample rotation speed – 20 RPM and pressure inside of chamber – 150 Pa was fixed. The results showed that it is possible to deposit ceramic layer with lamellar and columnar structure, depends on process parameters. Columnar structure, characteristic for the PS-PVD process, is possible to obtain when the energy of plasma plume is sufficient for evaporating ceramic powder and deposit in on the substrate. The columnar-like structure coatings were obtained in the process with the highest amount of He – 60 dm3/min and lower values of powder feed rate – 2 and 10 g/min. Such effect was observed independently from the additional flow of H2 and O2. The columnar-like structure was possible to deposit also with 30 g/min feed rate. However, evaporation of ceramic powder occurred only in the process with only Ar and He in mixture – respectively 35 and 60 dm3/min and with addition only 2 dm3/min O2 to it. Nevertheless, inside the structure a lot of unmelted particles was visible.

PL

W pracy ustalono wpływ składu chemicznego mieszaniny gazów plazmotwórczych i natężenia przepływu proszku na budowę warstwy ceramicznej na podłożu nadstopu niklu IN-617. Warstwy wytworzono w procesie fizycznego osadzania z fazy gazowej z odparowaniem za pomocą palnika plazmowego (Plasma Spray Physical Vapour Deposition – PS-PVD). Przyjęto natężenie przepływu proszku: 2, 10 i 30 g/min oraz różny skład chemiczny mieszaniny gazów plazmotwórczych (Ar, He, H2 i O2). Stosowano natężenie prądu palnika – 2200 A, prędkość obrotową stołu – 20 obr/min oraz ciśnienie w komorze roboczej – 150 Pa. Analiza wyników badań pozwoliła ustalić, że proces fizycznego osadzania z fazy gazowej z odparowaniem w strumieniu plazmy umożliwia wytworzenie warstwy ceramicznej o budowie lamelarnej i kolumnowej. Budowę kolumnową warstwy, charakterystyczną dla procesu PS-PVD, uzyskano dla energii strumienia plazmy zapewniającej odparowanie podawanego proszku. Warstwy takie wytworzono przy dużym natężeniu przepływu He – 60 dm3/min i małej wartości natężenia przepływu proszku – 2 i 10 g/min. Efekt ten obserwowano niezależnie od natężenia przepływu H2 oraz O2. Budowa kolumnowa warstwy możliwa jest również do wytworzenia przy największym natężeniu przepływu proszku – 30 g/min. Odparowanie i osadzenie warstwy ceramicznej stwierdzono tylko dla mieszaniny Ar + He o natężeniu przepływu – odpowiednio 35 i 60 dm3/min oraz dla mieszaniny Ar +He z dodatkowym wprowadzeniem tlenu O2 o natężeniu przepływu – 2 dm3/min. Wytworzone warstwy cechowały się wówczas występowaniem nieodparowanych cząstek proszku.

8

Właściwości powłok węglowych uzyskiwanych w procesach fizycznego osadzania z fazy gazowej

Madej M., Ozimina D., Pająk M.

Mechanik

|

2015

|

R. 88 nr 4CD

151--156

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań powłok diamentopodobnych otrzymywanych techniką fizycznego osadzania z fazy gazowej PVD na elementach ze stali SW7M. Przeprowadzono obserwacje struktury i topografii powierzchni oraz testy tribologiczne i korozyjne. Wyniki badań wykazały, że powłoki diamentopodobne wpływają na poprawę właściwości korozyjnych i tribologicznych, które mogą dodatkowo być intensyfikowane poprzez zastosowanie środków smarowych

EN

This paper presents the results of diamond like carbon coatings deposited using the physical vapor deposition PVD process on SW7M steel. The topography and cross section analysis of the coatings were determined, the tribological and corrossion properties were tested. The results obtained during the tests carried out shown that the application of diamond coatings considerably improves tribological and corrossion properties. Additionally the use of lubricants resulted in an increase in the friction properties of the systems.