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Verfahren zum Vakuumbeschichten mit einer photohalbleitenden Schicht und Anwendung des Verfahrens

Formation of titanium oxide-based photo-semiconducting coating layers on substrates, e.g. for producing self-cleaning or antimicrobial surfaces, comprises vacuum coating using pulse magnetron sputtering.
 
: Frach, P.; Gloess, D.; Goedicke, K.; Klinkenberg, S.; Gottfried, C.; Kirchhoff, V.

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DE 102004046390 A: 20040924
DE 2004-102004046390 A: 20040924
DE 102004046390 A1: 20060406
German
Patent, Electronic Publication
Fraunhofer FEP ()

Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vakuumbeschichten mindestens eines Teils der Oberflaeche eines Objektes mit einer photohalbleitenden Schicht, wobei die Temperatur des oberflaechennahen Bereiches des Objektes vor der Beschichtung auf einen vorgegebenen Wert im Bereich von -40°C bis +250°C eingestellt wird; ein reaktiver Puls-Magnetron-Sputter-Prozess mit mindestens einem elektrisch leitfaehigen Target, welches als Hauptbestandteil Titan enthaelt, in einem mindestens ein Inertgas und Sauerstoff enthaltenden Arbeitsgas betrieben wird; durch die Prozessfuehrung in Abhaengigkeit vom Anwendungszweck des beschichteten Objektes die Bildung von ueberwiegend Titanoxid in einem fest vorgegebenen Verhaeltnis der atomaren Zusammensetzung der Schicht von Titan zu Sauerstoff wie 1 : (2 + x) gesichert wird, wobei x im Bereich von -0,5 bis +0,3 ist; ein solches Verhaeltnis der Raten von ionisierten und neutralen Teilchen waehrend der Schichtbildung eingestellt wird, dass ein Anteil von mindestens 5 Prozent Titanoxid in kristalliner Modifikation gebildet wird und dass die Parameter des Puls-Magnetron-Sputter-Prozesses so ausgewaehlt werden, dass die Oberflaechentemperatur des Objektes eine vorgegebene Maximaltemperatur von 300°C nicht ueberschreitet.

 

WO2006034739 A UPAB: 20060502 NOVELTY - Vacuum coating of at least part of a surface with a photo-semiconducting layer (I) involves adjusting the surface to a predetermined temperature of -40 to +250 deg. C; and carrying out reactive pulse magnetron sputtering (PSM) with electrically conductive target(s) containing titanium (Ti) as the main component, in a working gas containing oxygen and an inert gas, to give a mainly Ti oxide coating (I) with a predetermined Ti:O ratio of 1:1.5-2.3. The ratio of ionized and neutral particle rates is such that at least 5% of the Ti oxide is crystalline; and the PMS parameters are such that the surface is at 300 deg. C or less. USE - The use of the process is claimed for: (1) depositing (I) on at least part of a surface at least partially of temperature-sensitive material, specifically a polymer; (2) forming a super-hydrophilic surface on products such as dust-repellent mirrors or easy-to-clean panes of glass, walls or roofing; (3) forming active self-cleaning articles, such are outdoor tiles or bricks; (4) producing products with antibacterial, virucidal and/or microbe inactivating action, e.g. medical devices or furniture surfaces; (5) producing products for cleaving chemical bonds, e.g. for removing nitrogen or sulfur from gases or cleaving hydrocarbons; or (6) preparing a layer forming part of a multilayer photoelectric system (e.g. a Gratzel cell) or multilayer optical system. ADVANTAGE - Thin (e.g. less than 50 nm) Ti oxide layers with good photocatalytic properties are obtainable at low substrate temperatures.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-46073.html