VAŠINA, Petr, Matej FEKETE, Katarína BERNÁTOVÁ, Peter KLEIN a Jaroslav HNILICA. Evolution of ionization fraction of sputtered species in standard, multi-pulse and reactive HiPIMS. In Workshop on Plasma-Based Synthesis of Nanomaterials. 2020.
Další formáty:   BibTeX LaTeX RIS
Základní údaje
Originální název Evolution of ionization fraction of sputtered species in standard, multi-pulse and reactive HiPIMS
Autoři VAŠINA, Petr, Matej FEKETE, Katarína BERNÁTOVÁ, Peter KLEIN a Jaroslav HNILICA.
Vydání Workshop on Plasma-Based Synthesis of Nanomaterials, 2020.
Další údaje
Originální jazyk angličtina
Typ výsledku Konferenční abstrakt
Obor 10305 Fluids and plasma physics
Stát vydavatele Česká republika
Utajení není předmětem státního či obchodního tajemství
Organizační jednotka Přírodovědecká fakulta
Klíčová slova anglicky HiPIMS; plasma diagnostics; EBF method; ionised density fraction
Příznaky Mezinárodní význam
Změnil Změnila: Mgr. Marie Šípková, DiS., učo 437722. Změněno: 29. 4. 2021 18:58.
Anotace
High power impulse magnetron sputtering (HiPIMS) attracts the interest of the industry as the coatings deposited by HiPIMS exhibit enhanced properties compared to dc magnetron sputtered (dcMS) coatings. This is caused by very dense plasma generated in HiPIMS, which results in a large fraction of ionized sputtered particles. However, a significant drawback of HiPIMS is a lower deposition rate compared to dcMS, which can be mitigated by the operation of HiPIMS in multi-pulse mode (m-HiPIMS). M-HiPIMS further changes the coating structure and resulting properties due to the enhanced ion flux to the substrate. An effective branching fraction method is utilized to study the evolution of the sputtered species ionization fraction derived from the absolute ground state number densities of the sputtered titanium species. Influence of the preceding pulse on the subsequent pulse is examined as a function of delay between them. In reactive HiPIMS, the hysteresis curve is generally reduced in width and shifted towards lower reactive gas supplies compared to reactive dcMS. We report on the evolutions of the sputtered species ionization fraction in reactive HiPIMS with oxygen, nitrogen and acetylene gases. The sputtered species ionization fraction increases with the partial pressure of the reactive gas, which is attributed to a combination of different effects taking place in HiPIMS plasma. Further, the hysteresis curve shape changes with the change of the repetition frequency. Larger ionization fraction of the sputtered species leads to a larger difference in the hysteresis curve shape. The hysteresis behavior is modelled utilizing a modified Berg model, where the back-attraction of the sputtered species to the target is incorporated. The results from simulations prove that the back-attraction of sputtered metal ions is the main effect causing the hysteresis curve reduction and shift in reactive HiPIMS.
Návaznosti
GA19-00579S, projekt VaVNázev: Pokročilá diagnostika reaktivního HiPIMS plazmatu pro depozici oxidových, nitridových a sulfidových vrstev
Investor: Grantová agentura ČR, Pokročilá diagnostika reaktivního HiPIMS plazmatu pro depozici oxidových, nitridových a sulfidových vrstev
LM2018097, projekt VaVNázev: Centrum výzkumu a vývoje plazmatu a nanotechnologických povrchových úprav (Akronym: CEPLANT)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, R&D centre for plasma and nanotechnology surface modifications
VytisknoutZobrazeno: 25. 4. 2024 01:50