Optimierung und Bewertung plasmapolymerer Barriereschichten durch einen alternierenden Aufbau im Rolle-zu-Rolle PE-CVD-Verfahren

In einem Rolle-zu-Rolle-PE-CVD-Verfahren werden spröde SiOx-Barriereschichten und flexible SiOxCy-Schichten alternierend abgeschieden. Neben der Optimierung der Barrierewirkung einzelner SiOx-Schichten ist die mögliche Verbesserung der Barriereeigenschaften durch das Aufbringen von Mehrfachschichtsystemen zentraler Bestandteil dieser Arbeit. Untersuchungen bezüglich Mehrfachschichtsysteme zeigten keine Verbesserung der Barriereeigenschaften gegenüber einzelnen SiOx-Schichten. Anhand von Berechnungen der Sauerstoffpermeation auf Grundlage des Pinhole-Modells wurde festgestellt, dass Makrodefekte nicht die einzige Permeationsmöglichkeit von Sauerstoff darstellen können. Durch die ellipsometrische Bestimmung des Voidvolumens der SiOx-Schichten auf Grundlage der Maxwell-Garnett-Theorie konnte gezeigt werden, dass Nanodefekte, hervorgerufen durch den Schichtbildungsprozess, eine größere Rolle bei der Limitierung der Barriereeigenschaften spielen. Positiv hervorzuheben ist, dass durch die Abscheidung eines Mehrfachschichtsystems die Dehnbarkeit beschichteter Folien erhöht werden konnte, was eine größere Toleranz gegenüber mechanischen Beanspruchungen bei der Verwendung und Weiterverarbeitung beschichteter Folien bedeutet.

Stefanie Wald, geboren 1985 in Adenau, studierte Chemie mit Materialwissenschaften an der Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg in Rheinbach. Im Jahr 2008 beendete sie ihr Studium als Bachelor of Science und absolvierte anschließend das Masterstudium im Fach Chemie an der Universität zu Köln. Im Jahr 2010 beendete Sie ihr Studium mit einer Masterarbeit im Bereich Plasmatechnik und Oberflächen am Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung - IFAM - in Bremen. Nach dem Masterstudium begann Stefanie Wald Ihre Dissertation am Fraunhofer Institut IFAM sowie an der Universität Bremen mit dem Focus auf der Herstellung plasmapolymerer Barriereschichten, aufgebaut aus alternierenden anorganischen und organischen Schichtsegmenten im Rolle-zu-Rolle PE-CVD-Verfahren.