In dieser Arbeit wurde eine systematische Untersuchung der Abscheidung von TiO2 mittels reaktiver Ionenstrahlzerstäubung von einem metallischen Ti-Target sowie von einem keramischen TiO2-Target durchgeführt. Der Einfluss der Prozessparameter, d.h. der Ionensorte, der Ionenenergie, des Einfalls- und Emissionswinkels sowie des Targetmaterials, auf die Eigenschaften der Sekundärteilchen und der TiO2-Schichten wurde untersucht. Der Ionenstrahl wurde mit einer Faradaysonde, einem Gegenfeldanalysator und einem energieselektiven Massenspektrometer charakterisiert. Das Massenspektrometer wurde auch zur Untersuchung der Massen- und Energieverteilung der Sekundärionen eingesetzt. Mit SDTrimSP simulierte Energieverteilungen der Sekundärteilchen zeigten eine gute Übereinstimmung mit den gemessenen Energieverteilungen der Sekundärionen. Die TiO2-Schichten wurden mittels Ellipsometrie, Röntgendiffraktometrie, -reflektometrie, Rutherford-Rückstreu-Spektrometrie und Rasterkraftmikroskopie untersucht. Eine Verringerung des Streuwinkel führte zu einer Erhöhung der Sekundärteilchenenergien, resultierend daraus wurde eine verstärkte Implantation von Primärteilchen, eine Oberflächenglättung sowie eine systematischen Änderung der Massendichte und folglich der optischen Eigenschaften beobachtet. Die Ionenenergie und das Targetmaterial spielten dabei eine untergeordnete Rolle. / A systematic investigation of the reactive ion beam sputter deposition of TiO2 from a metallic Ti and a ceramic TiO2 target was performed. The influence of the process parameters, i.e. the ion species, ion energy, ion incidence angle, emission angle, and the target material, on the properties of the secondary particles and the TiO2 films was investigated. The ion beam was characterized with a Faraday probe, a retarding potential analyzer, and an energy-selective mass spectrometer. The mass spectrometer was also used to determine the mass and energy distribution of the secondary ions. The experimentally obtained energy distributions were compared to the energy distributions of the secondary particles that were simulated with SDTrimSP. A good agreement was found. The TiO2 films were investigated by spectroscopic ellipsometry, X-ray diffraction, X-ray reflectivity, Rutherford backscattering spectrometry, and atomic force microscopy. Reducing the scattering angle lead to an increase of the secondary particle energies, resulting in an enhanced implantation of primary particles, surface smoothing, and a systematic change of the mass density and consequently of the optical properties. The ion energy and the target material had a minor influence.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:32156 |
| Date | 09 November 2018 |
| Creators | Lautenschläger, Thomas |
| Contributors | Universität Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/acceptedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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