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Process and material research for ultra-stable antireflective coatings on glass

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Hochfeste Antireflexbeschichtungen

Entspiegeltes Glas ist ein Bestandteil zahlreicher Produkte, so zum Beispiel von Geräten wie Mobiltelefonen, Solarzellen und vielen mehr. Die umfassende Material- und Prozessentwicklung durch von der EU geförderte Wissenschaftler sollte dazu beitragen, die steigende Nachfrage nach härteren Beschichtungen zu befriedigen, die in rauen Umgebungen bestehen können.

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Antireflexbeschichtungen sind aus Materialien mit niedrigem Brechungsindex hergestellt, die Licht das meiste Licht durchlassen, ohne reflektiert zu werden. Diese Schicht steht in direktem Kontakt mit der Umgebung und ihre Festigkeit beeinflusst die Endfestigkeit der Komponente. Siliziumdioxid ist das am häufigsten eingesetzte Beschichtungsmaterial mit niedrigem Brechungsindex, aber seine Festigkeit ist begrenzt. Die wachsende Nachfrage nach Antireflexbeschichtungen mit erhöhter Kratzfestigkeit für raue Umgebungen stand im Mittelpunkt des EU-finanzierten Projekts "Process and material research for ultra-stable antireflective coatings on glass" (NOSCRATCH). Die Forschung konzentrierte sich auf Dünnschichtmaterialien und -prozesse, um hochfeste Antireflexbeschichtungen auf Glas oder Saphirsubstraten zu erhalten. Das Team entwickelte für den Einsatz als Antireflexionsbeschichtung optische Materialien auf Basis von nanokristallinen Kompositen aus Aluminium, Silizium, Sauerstoff und Eisen. Die Wissenschaftler optimierten einen Dünnschichtabscheidungsprozesses und das Hochleistungsimpulsmagnetronsputtern, um dichte Schichten von guter Haltbarkeit bereitzustellen. Dann analysierten die Forscher die optischen, morphologischen und mechanischen Eigenschaften der Schicht. Sie bewerteten Schichtdichte, Zusammensetzung und Mikrostruktur sowie Restspannungen und Schichthärte. Es kam ein Spektrum an modernen Verfahren zum Einsatz, darunter Rasterelektronenmikroskopie, Transmissionselektronenmikroskopie und Röntgenreflektometrie. Umfassende Materialprüfung und Prozessentwicklung im Rahmen von NOSCRATCH resultierte in zahlreichen Veröffentlichungen in von Experten begutachteten wissenschaftlichen Zeitschriften. Die Ergebnisse werden zweifellos den Entwicklern bei der Optimierung von Prozessparametern zur Synthetisierung kratzfester Antireflexbeschichtungen für raue Umgebungen, wie sie etwa Solarzellen betreffen, hilfreich sein.

Schlüsselbegriffe

Antireflexbeschichtungen, Glas, raue Umgebungen, Kratzfestigkeit, Materialforschung, Werkstoffforschung

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