Sol-Gel-Verfahren zur Herstellung keramischer Schichten. Stand und Perspektiven

Die Herstellung von keramischen Dünnschichten mit Schichtdicken < 1 Mikrometer aus stabilen Solen bietet eine Reihe von technologischen Vorteilen. Die Beherrschung von komplizierten Stöchiometrien unter Einhaltung der homogenen Verteilung der Einzelkomponenten in Solen, deren Verarbeitung durch technisch einfache Beschichtungsverfahren und die vergleichsweise niedrigen Prozeßtemperaturen, um die Schichten zu verdicken, machen naßchemische Verfahren auch ökonomisch interessant. Im Wettbewerb mit anderen physikalischen und chemischen Schichtherstellungsverfahren werden die Verfahrensvorteile noch deutlicher, wenn die Chemie der Vorstufen (in der Regel Metallalkoholate) so kontrolliert werden kann, daß sehr stabile und gegenüber Normalathmosphäre unempfindliche Sole für die Schichtherstellung genutzt werden können. Am Beispiel von Schichtentwickjlungen in den Systemen Bleizirkonattitanat (PZT), Yttrium-Eisen-Granat (YIG), Zirkonoxid und modifizierten Aluminaten werden beispielhaft Synthes eprinzi Syntheseprinzipien umrissen, die zu langzeitstabilen, hydrolyseunempfindlichen Solen führen. Die Schichtherstellung und die Mikrostruktur der Schichten werden im Zusammenhang mit den erzielten Eigenschaften der krisallinen und dichten Schichten erläutert.