PLD4Energy
Pulsed Laser Deposition Lab voor energieonderzoek (PLD4Energy)
De energietransitie vereist nieuwe materialen voor groene chemie en transport. Elektrolyseapparaten en brandstofcellen hebben efficiëntere elektroden en robuustere membranen nodig. Schaarse materialen callen om alledaagse alternatieven. PLD4Energy is een Pulsed Laser Deposition (PLD)-faciliteit voor het produceren van dergelijke dunne film (en membraan) alternatieven. Het is afgestemd op onderzoek voor energietoepassingen. PLD4Energy beschikt over de juiste in-situ diagnostiek om op een gecontroleerde manier van kleine naar grotere filmoppervlakken over te stappen. De faciliteit is omgeven door meerdere instrumenten voor materiaalkarakterisering. Het leent zich voor fundamenteel onderzoek, maar ook voor de volgende, essentiële stap: de daadwerkelijke implementatie. Onderzoekers en bedrijven zijn van harte welkom.
Infrastructuur en gebruikersdiensten
PLD4Energy is een faciliteit voor dunne-filmdepositie en (in situ) karakterisering die bestaat uit twee depositiekamers voor pulsed laser deposition (PLD) (met een depositieoppervlak van respectievelijk maximaal 1 inch en 4 inch) en één kamer voor sputtering (met een depositieoppervlak van maximaal 4 inch). De PLD-kamers zijn omgeven door in-situ diagnostiek (bijv. restgasanalyse, röntgen- en infraroodanalyses, optische emissiespectroscopie) waarmee zowel het filmgroeiproces als de dunne film zelf kan worden gekarakteriseerd wat betreft dikte, samenstelling, structuur, enz. Het unieke van de faciliteit is dat één laser wordt gebruikt voor beide depositiekamers, zodat opschaling en materiaalscreening kunnen worden onderzocht; nieuwe in-situ diagnostiek voor PLD zal de faciliteit aanvullen. Naast de PLD-faciliteit zelf zijn er in het laboratorium meerdere instrumenten voor materiaalkarakterisering beschikbaar om volledige verwerking en karakterisering te realiseren, zoals microscopen, diffractometers en spectrometers.
Service aan gebruikers: PLD4Energy is gebouwd als een gebruikersfaciliteit met verschillende beoogde gebruiksmodi: zelfstandig gebruik, gebruik met assistentie, gebruik door technici. Voor alle gebruiksmodi worden de gebruikers ondersteund door DIFFER-personeel, training, enz. Gebruikers kunnen gebruikmaken van alle apparatuur van PLD4Energy en van de omliggende instrumenten voor materiaalkarakterisering. De gegevens worden centraal opgeslagen en gedeeld met de gebruikers; het DIFFER CODAC-systeem zal dit faciliteren.
Voorbeelden/beschrijving van het type onderzoek
PLD4Energy richt zich op de depositie en karakterisering van dunne films en coatings. De nadruk ligt vooral op dunne films van metaaloxide en metaal. De faciliteit maakt onderzoek mogelijk in de hele waardeketen, van de depositie en groei van dunne films, in-situ karakterisering van dunne films, tot het ontwerp en de toepassing van componenten.
Onderzoek naar de afzetting en groei van dunne films omvat onderzoek naar opschaling, wat nog steeds een beperking is bij PLD, naar op maat gemaakte verwerking voor specifieke materiaalstructuren en -eigenschappen, en naar materiaalscreening voor het ontwikkelen van strategieën voor de selectie van complexe dunne metaaloxidematerialen.
In-situ karakterisering omvat onderzoek 1) met bekende in-situ karakteriseringstools voor de ontwikkeling van nieuwe materialen en 2) met nieuwe in-situ karakteriseringstools die zullen worden ontwikkeld en verder kunnen worden ontwikkeld tot standaard add-on apparatuur.
Componentontwerp en -toepassing worden mogelijk gemaakt door de 4''-haalbaarheid van de gehele infrastructuur en door de combinatie van PLD en sputtering, waardoor zowel meerlaagse als geïntegreerde (micro-)gestructureerde structuren kunnen worden vervaardigd. Hierdoor kan onderzoek met kleine monsters worden overgedragen naar toegepast onderzoek in demonstratiemodellen op industriële schaal.
Toegang tot de infrastructuur
Het belangrijkste toegangsmechanisme is fysieke toegang. PLD4Energy is een fysieke faciliteit waar experimenten zullen worden uitgevoerd; hetzelfde geldt voor de karakterisering van de omringende materialen. De gegevens die worden geproduceerd, zullen worden opgeslagen volgens de ICT-richtlijnen van DIFFER. Het CODAC-systeem geeft gebruikers toegang tot hun digitale gegevens. Analysesoftware zal beschikbaar zijn op de respectieve computers op locatie. Afhankelijk van de licentieovereenkomst van individuele software kan ook digitale toegang tot analysesoftware mogelijk zijn.