Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWSIm Bereich der Gas- und Partikelcharakterisierung liegt der Fokus auf der Multigasanalyse sowie Spurengasdetektion. Zielanwendungen für die Identifikation und quantitativen Analyse von Stoffen und Stoffverbindungen sind die Bewertung von chemischen Prozessen, von Gasatmosphären und dem stoffspezifischen Durchtritts- bzw. Durchbruchsverhalten von funktionellen Materialien.
Gas- und Partikelcharakterisierung
Multigasanalytik
Funktionsprinzip der langzeitstabilen, partikelkontaminationsfreien in-situ Charakterisierung von Multigasatmosphären in Prozessen
Die zeitaufgelöste in-situ – Erfassung unterschiedlicher Gasspezies mit infrarotspektroskopischen Methoden (FTIR) ist für das Verständnis chemischer Gasphasenprozesse ein universelles, zudem prozessdruck- und -temperaturunabhängig einsetzbares Charakterisierungsverfahren.
Die Bestimmung zeitlicher Konzentrationsverläufe mit unteren Nachweisgrenzen typischerweise im ppm-Bereich ermöglicht die Aufklärung von Gas- und Abgaszusammensetzungen bei CVD-Prozessen wie Beschichten oder Ätzen im Bereich der Halbleiter- und Photovoltaikindustrie, bei Sinterprozessen aber auch bei der Überwachung von Gasmischungsverhältnissen allgemein.
Spurengasanalytik
Mehrfachreflexionszelle mit Laserdiodenspektrometer zur Spurengasdetektion
Die hochsensible und hochsensitive Spurengasdetektion auf Basis der Laserdiodenspektroskopie (LDS) liefert spezifische Informationen zur Anwesenheit bestimmter Gase. Vor allem prozesskritische Spezies wie insbesondere Feuchte können als Verunreinigungen in hochreinen Gasen mit Nachweisgrenzen im ppb-Bereich hochgenau detektiert werden.
In Kombination mit applikationsspezifisch entwickelten optischen Systemen erschließt die Laserdiodenspektroskopie weiterhin die Möglichkeit, das Durchtrittsverhalten („Permeation“) v. a. von Folien zu charakterisieren. Diese Messungen liefern für Hochtechnologieanwendungen wie barriereversiegelte organische Leuchtdioden belastbare Werte zur Lebensdauerprognose mit bisher unerreichter Genauigkeit.
Aerosolanalytik
Gemessene Partikelgrößenverteilungen an per Laserstrukturierung bzw. im CVD-Prozeß erzeugten Nanopartikeln
Die seit einigen Jahren verstärkt Interesse hervorrufenden Nanopartikel stehen in der Gruppe Prozess Monitoring intensiv unter Beobachtung: Fragestellungen zum partikulären Emissionsverhalten z.B. lasertechnischer Abtrags- oder chemischer Beschichtungsprozesse sowie zur qualitativen Bewertung gefilterter Gasatmosphären werden bearbeitet.