Depozice tenkých perovskitových vrstev v nízkotlakých systémech

V nízkotlakém UHV plazmatickém systému s dutou katodou a plazmatickým kanálem provádíme v současné době experimenty s depozicí tenkých feroelektrických vrstev Ba_xSr_1-xTiO₃ (BSTO) zejména na křemíkové substráty pro mikrovlnné aplikace.
K přípravě tenkých vrstev v prostředí ultra vysokého vakua (UHV) využíváme výboj v duté katodě stabilizovaný proudem pracovního plynu (nejčastěji Ar a O₂). Tímto způsobem jsme v minulosti vytvořili vrstvy např.:

• tribologické vrstvy: TiN, TiO₂, Cu₃N, CN_x
• vrstvy: LiCoO₂, LiMn₂O₄ jako katody v Li-ion mikrobateriích
• feroelektrické vrstvy: PbZr_xTi_1-xO₃
• dielektrické vrstvy: Li_1-xZn_xO
• piezoelektrické vrstvy: ZnO kdy osa krystalu 'c' je kolmá k substrátu
• polovodičové vrstvy na sluneční kolektory: amorfní Si:H a amorfní SiGe:H

Vzhledem k faktu, že výbojové plazma je značně neizotermické (Teplota neutrálního plynu jen mírně převyšuje pokojovou teplotu zatímco teplota elektronů dosahuje až 100 000K.) nedochází při depozici k teplotní destrukci citlivých substrátů a proto můžeme touto cestou provádět depozici nejen na kovové a teplotně odolné substráty, ale i na plastové materiály. Přímo při depozici pak provádíme sondovou diagnostiku a optickou diagnostiku pomocí optické emisní spektrometrie. Na základě znalosti odpovídajících parametrů plazmatu jsme tak schopni zajistit reprodukovatelnost jednotlivých depozičních procesů i s požadovanými parametry deponované vrstvy.

UHV systém pro depozici tenkých vrstev.

Pracovní tým:
Mgr. Zdeněk Hubička, Ph.D
Mgr. Martin Čada, Ph.D
RNDr. Jiří Olejníček, Ph.D
Ing. Štěpán Kment
RNDr. Vítězslav Straňák, Ph.D
RNDr. Lubomír Jastrabík, CSc.
Mgr. Olexander Churpita