Ultraharte optische Diamantschichten

Diamantbeschichtetes Quarzglas
© Fraunhofer IST
Diamantbeschichtetes Quarzglas mit sehr homogenem Schichtbild.
Das 9. und 12. Ziel für nachhaltige Entwicklung der UN: Industrie, Innovation und Infrastruktur und verantwortungsvoller Konsum und Produktion.

Herausforderung 

Transparente Beschichtungen mit Kratzschutz bestimmen oft die Einsetzbarkeit und die Lebensdauer optischer Bauteile. Diese werden in vielen Branchen mit Antireflex-Schichten (AR-Schichten) kombiniert. Bestehende Lösungen stoßen an ihre Grenzen, sie sind anfällig für Verschleiß und Eintrübungen durch Abrieb. Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung ultraharter optischer Diamantschichten für die Anwendung im AR-System.

Lösung 

Für die Entwicklung der ultraharten optischen Diamantschichten für AR-Anwendungen sollen Mehrschichtsysteme aus einer Diamantschicht und niedrig- oder mittelbrechenden Schichten aufgebaut und erforscht werden. Die Neuheit des hier zu untersuchenden Schichtsystems ist die Abscheidung von sehr dünnen und äußerst glatten Diamantschichten mit geringsten Absorptionskoeffizienten. Die Beschichtungsprozesse (HFCVD am Fraunhofer IST, PECVD beim Forschungspartner Uni Hasselt) müssen zudem so entwickelt werden, dass sehr homogene Schichten mit hohen Schichtwachstumsraten möglich werden. 

Mehrwert 

Transparente, ultraharte Diamantschichten in AR-Schichtsystemen sollen zu abriebfesten Oberflächen führen. Zum Projektende sollen Erkenntnisse über die Verschleißbeständigkeit der Schichtsysteme auf verschiedenen Substraten vorliegen und so den Kundennutzen hinsichtlich der unübertroffenen Härte von Diamant und damit der hohen mechanischen Belastbarkeit auch für optische Anwendungen aufzeigen.

Heißdraht-CVD-Beschichtungsanlage CVDiamond XXL zur Herstellung von Diamantelektroden.
© Fraunhofer IST, Rainer und Natalie Meier
Heißdraht-CVD-Beschichtungsanlage CVDiamond XXL.
REM-Aufnahme einer CVD-Diamantschicht auf Glas.
© Fraunhofer IST
REM-Aufnahme einer CVD-Diamantschicht auf Glas.
Diamantbeschichtetes Quarzglas mit sehr homogenem Schichtbild.
© Fraunhofer IST
Diamantbeschichtetes Quarzglas mit sehr homogenem Schichtbild.

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