Metody PVD oraz PA PVD/CVD

Przedmiotem działalności naukowej grupy są zarówno aspekty badawcze, jak i utylitarne zastosowania zaawansowanych plazmowych metod wytwarzania powłok oraz modyfikacji strukturalno-chemicznej powierzchni materiałów dla wyeksponowania pożądanych właściwości warstwy wierzchniej.

Wykorzystując impulsowy mod generacji plazmy, a co się z tym wiąże możliwość zastosowania wysokich mocy elektrycznych w układzie generacji plazmy uzyskujemy warunki do syntezy materiałów odznaczających się wysokimi barierami zarodkowania i tworzenia na nieogrzewanych intencjonalnie podłożach (tzw. „zimne podłoża”) powłok tych materiałów z zapewnieniem bardzo dobrej adhezji. W naszych badaniach w większości opieramy się na własnych oryginalnych opracowaniach. Przykładami są: Impulse Plasma Deposition (IPD)  oraz Gas Injection Magnetron Sputtering (GIMS),  High Power Magnetron Sputtering (HIPMS), 100 kHz Pulse Magnetron Sputtering (PMS), obróbka powierzchni w plazmie atmosferycznej. ,powłok znajdują się w szczególności powłoki materiałów wysokotopliwych i twardych takich, jak: węgiel (DLC), azotki, tlenki, węgliki, metale i ich stopy. Jesteśmy zainteresowani współpracą w rozwoju i praktycznym zastosowaniu nowych rozwiązań i dedykowanych metod plazmowej inżynierii powierzchni oraz opracowywaniem zaawansowanych materiałów i konstrukcji powłokowych o pożądanych właściwościach funkcjonalnych i specjalnych właściwościach fizyko-chemicznych, np. antyściernych, antykorozyjnych, dielektrycznych, np. bariery dielektryczne w przyrządach elektronicznych, przewodzących prąd elektryczny i transparentnych, hydrofobowe, do zastosowań biologicznych, np. antybakteryjne, do zastosowań optoelektronicznych.
 

Tematyki badawcze

  • Rozwój metod plazmowej inżynierii powierzchni i podstaw syntezy materiałów w plazmie nierównowagowej
  • Badania w zakresie specyfiki plazmowych procesów impulsowych oraz charakteryzacja materiałów metodą spektroskopii ramanowskiej
  • Badania w zakresie nowych technologii targetów magnetronowych
     

Oferta badawcza

  • Badania w zakresie nowych procesów plazmowej inżynierii powierzchni, w szczególności –  impulsowych o wysokiej mocy
  • Badania w zakresie wytwarzania w plazmie nierównowagowej powłok materiałów twardych i wysokotopliwych odznaczających się wysokimi barierami zarodkowania
  • Badania w zakresie wytwarzania zaawansowanych powłok materiałów o sterowanych właściwościach  
  • Badania w zakresie specyficznych zastosowań plazmy w modyfikacji materiałów
     

Infrastruktura badawcza

  • urządzenia do badań stanu plazmy impulsowej oraz wytwarzania powłok metodą IPD,
  • urządzenia do badań stanu plazmy wyładowania jarzeniowego w wyładowaniu magnetronowym oraz wytwarzania powłok metodą rozpylania magnetronowego, w tym w modach: PMS, GIMS oraz HIPMS,
  • urządzenie przemysłowe (0.8 m3) do wytwarzania powłok metodą rozpylania magnetronowego (2 liniowe magnetrony 0.8 m) lub po modyfikacji – metodą łukową; możliwość adaptowania urządzenia do wytwarzania powłok metodą parowania,
  • urządzenie do modyfikacji powierzchni w plazmie atmosferycznej,
  • spektrometry i monochromatory do badań emisji optycznej plazmy,
  • sondy Langmuira do charakterystyki plazmy,
  • stanowisko do wyznaczania charakterystyk i-v powłok dielektrycznych,
  • spektrometr ramanowski umożliwiający badania materiałów dla dwóch długości fal promieniowania wzbudzającego 532 nm oraz 260 nm,
  • helowy wykrywacz nieszczelności w układach próżniowych.
     

Projekty

  • Proces generacji plazmy impulsowej w warunkach dynamicznie zmiennej koncentracji gazu plazmotwórczego, a stan granicy rozdziału faz materiału warstwy i podłoża, NCN, 2015/19/D/ST8/01917
  • Powierzchniowa konsolidacja proszków materiałów wysokotopliwych eksponowanych na oddziaływanie z niskotemperaturową plazmą wyładowania jarzeniowego w rozpylaniu magnetronowym, NCN, 2017/27/N/ST8/00454
     

Współpraca krajowa

  • Narodowe Centrum Badań Jądrowych, Otwock-Świerk | dr inż. Katarzyna Nowakowska-Langier
  • Instytut Fizyki i Matematyki, Uniwersytet Bydgoski | dr inż. Łukasz Skowroński
  • Wydział Elektroniki i Technik Informatycznych, Politechnika Warszawska | dr inż. Piotr Firek,
  • Wyrób Elektronicznej Aparatury Laboratoryjnej DORAPS, Wrocław | inż. Jerzy Dora
  • Biuro Konstrukcyjne Domanowski, Bydgoszcz | dr inż. Piotr Domanowski,
  • Bohamet S. A., Białe Błota
     

Współpraca międzynarodowa

  • The European Joint Committee on Plasma and Ion Surface Engineering
     

Kontakt

prof. dr hab. inż. Krzysztof Zdunek
krzysztof.zdunek@pw.edu.pl
22 24 81 01
Zakład Inżynierii Powierzchni