Erzeugung und Anwendungspotential von mit dem PLD-Verfahren hergestellten superharten amorphen Kohlenstoffschichten

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Ziel der Arbeit ist die Überführung von Wissen zur Herstellung von superharten, amorphen, tetraedrisch gebundenen Kohlenstoffschichten (ta-C) in die Industrie. Es werden drei Teilprozesse hinsichtlich ihres Einflusses auf die ta-C Schichteigenschaften untersucht: die Targetbeschaffenheit und Vorbehandlung von Targets und Substraten, der ns-Ablationsprozess mittels Kryptonfluorid-Excimerlaser, sowie das ta-C Schichtwachstum und mögliche Beschichtungsfehler. Die Ursachen für Beschichtungsfehler werden analysiert, und es werden Vorschläge zu deren Vermeidung gemacht, wobei die Droplet- und Partikulatminimierung eine zentrale Rolle spielt. Zudem werden die Schichteigenschaften in Abhängigkeit von den Prozessparametern des PLD-Prozesses bestimmt, um das Potenzial der ta-C Schichten für industrielle Anwendungen aufzuzeigen. Neben morphologischen und mechanischen Eigenschaften werden auch die optischen Eigenschaften analysiert. Es wird demonstriert, dass die unterschiedlichen Eigenschaften durch Variation der Ablationsfluenzen definiert eingestellt werden können, wobei Härtewerte zwischen ca. 15 – 60 GPa erreicht werden. Diese Arbeit bietet dem industriellen Anwender wertvolle Hinweise zur Herstellung von PLD-/LSR-Beschichtungsanlagen und zur Erzeugung von haftfesten, spannungsfreien, superharten ta-C-Schichten.