Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Quantisierende Nanolaminate für brechwertoptimierte UV-Interferenzfilter

Eine wesentliche Herausforderung für die optischen Technologien sind Anwendungen im ultravioletten Spektralbereich, da hier nur wenige Materialien eine ausreichende Transparenz aufweisen. Die in diesem Spektralbereich einsetzbaren Oxide haben im Gegenzug einen vergleichsweise geringen Brechwert, was deren Anwendung in optischen Beschichtungen einschränkt. Quantisierende Nanolaminate (QNL) werden hier einerseits das Spektrum an verfügbaren Materialien deutlich erweitern und andererseits, aufgrund einer gezielten Anpassung der Strukturen, auch flexible Optimierungen von Brechungsindex und Absorption gestatten. Dies wird durch die systematische Ausnutzung von strukturell erzeugten Quantisierungseffekten bei Verwendung klassischer Beschichtungsmaterialien erreicht. Damit wird eine vollständig neue Materialklasse in der Dünnschichttechnologie erforscht. Die Arbeiten des Projektes sind darauf ausgelegt, die physikalischen Grundlagen dieser Metamaterialien unter Verwendung ausgewählter Materialkombinationen zu schaffen. Darüber hinaus soll die Eignung von Produktionsprozessen für die Herstellung der QNL untersucht und die Qualifikation der QNL für die Produktion erreicht werden. Die Voruntersuchungen zeigen, dass QNL deutliche Vorteile im Vergleich zu konventionellen Materialien und Mischungen aufweisen und dabei eine ähnliche Flexibilität erreichen, wie Mischoxide. Das Optimierungspotential bezieht sich insbesondere auf den erreichbaren Brechwert bei einer konstanten Absorptionskante, welcher sich im Vergleich zu Mischoxiden signifikant steigern lässt. Im Ergebnis des Projektes werden die KMU eine erhöhte Flexibilität und Performance unter Verwendung der jeweiligen, industriellen Beschichtungsverfahren erreichen. Die Nutzung von etablierten Materialien zur Herstellung der QNL hat zudem den Vorteil, dass keine Einschränkung der Schichtdickenhomogenität auftritt, wie sie bei Mischoxiden zu beobachten ist. Somit können deutlich größere Flächen beschichtet werden.