Die aerosolbasierte Kaltabscheidung von Aluminiumoxid

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Aluminiumoxid (Al₂O₃) ist eine weit verbreitete Keramik zur Herstellung hochisolierender Schutzschichten, die auch bei hohen Temperaturen einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist. Bei konventionellen Beschichtungsprozessen müssen Al₂O₃-Schichten in der thermodynamisch stabilen α-Phase bei über 1000 °C temperiert werden, da zunächst die unerwünschte γ-Phase entsteht. Ein neues Verfahren, die aerosolbasierte Kaltabscheidung, umgeht dieses Problem, indem dichte keramische Schichten direkt aus dem Pulver bei Raumtemperatur abgeschieden werden, ohne Phasenumwandlungen. Diese Arbeit untersucht den Einfluss verschiedener Pulverparameter, der Substrathärte und der Trägergasart auf die Kaltabscheidung. Dabei stehen die Abscheiderate, mechanische Schichtspannungen und die Transmission der Schichten im Fokus. Die gewonnenen Erkenntnisse führten zur Herstellung von Al₂O₃-Schichten, deren spezifischer elektrischer Widerstand bis 900 °C mit Elektroden in Schutzringanordnung getestet wurde. Zudem wurden der Einfluss des Sauerstoffpartialdrucks auf die Leitfähigkeit und die Entwicklung dielektrischer Verluste bei Temperaturbehandlungen untersucht. Abschließend wird der mögliche Einsatz der kaltabgeschiedenen Al₂O₃-Schichten als Passivierungsschichten für Platinstrukturen betrachtet.