Beschreibung

Partikelvereinzelungsvorrichtung, Beschichtungsanordnung und Verfahren

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen eine Partikelvereinzelungsvorrichtung, eine Beschichtungsanordnung und ein Verfahren.

Im Allgemeinen kann ein Festkörper, z.B. dessen Oberfläche, beschichtet werden, um diesen funktionell zu verändern (auch als Funktionalisieren bezeichnet), d.h. dessen Eigenschaften zu verändern. Funktionalisierte Festkörper, wie beispielsweise Partikel, finden beispielsweise Anwendung in verschiedensten technischen Gebieten, wie unter anderem zur Herstellung einer Batterie, beispielsweise vom Typ der Lithium-Ionen-Batterie, aber auch in einer Brennstoffzelle (PEM), z.B. für Rußpartikel (Graphit), die mit Platin beschichtet als Katalysator dienen.

In einer Lithium-Ionen-Batterie, z.B. einer in Flüssigelektrolyt- bzw. Feststoffelektrolyt basierenden (sogenannte„Solid State“ oder„All Solid State“) Batterie, bilden mehrere so genannte Aktivmaterialien als Teil der Batterieelektroden die wesentlichen Komponenten zur Maximierung der Energiespeicherkapazität und damit der Volumendichte, Energiedichte und Leistungsdichte. Deren ionische bzw. elektrische Eigenschaften werden von der Art des gewählten Aktivmaterials für die Anode bzw. die Kathode in Zusammenspiel mit dem

Elektrolytmaterial bestimmt.

Aktivmaterial in Form von Partikeln bietet eine Möglichkeit, auf dieses Zusammenspiel Einfluss zu nehmen. Allerdings ist insbesondere kathodenseitig die elektrische Anbindung von Partikeln untereinander bzw. in Wechselwirkung mit dem Stromableiter der Kathode erschwert. Zum Weiteren ist die Oberfläche der Partikel im elektrochemischen Potential einer Zelle in

Wechselwirkung mit dem Elektrolyten, vor Degradationseffekten zu schützen. Daher besteht Bedarf an der Funktionalisierung von Partikeln, um insbesondere die Leistungsdichte der Batterie zu erhöhen.

Zur Funktionalisierung von Partikeln wird herkömmlich ein Freifall-Wirbelschichtgranulator oder ein Sol-Gel-Prozess verwendet, der beispielsweise Partikel aus Lithium-Nickel-Mangan- Cobalt-Oxid (LNMC) mit einer sehr dünnen LiNb0 ₃ -Schicht beschichtet, was allerdings äußerst zeitaufwendig ist. Zu einem solchen nasschemischen Prozess kann grundsätzlich ein PVD- Prozess (PVD - physikalische Gasphasenabscheidung) oder CVD-Prozess (CVD - chemische Gasphasenabscheidung) - im Speziellen ALD (Atomlagenabscheidung) oder Spatial ALD - eine mögliche Alternative bieten. CVD und ALD sind allerdings in ihrer Wahl der

Materialkombination und in ihrem Durchsatz - gemessen an den Aufwendungen - stark beschränkt und daher aus ökonomischer Sicht weniger interessant. Alternativ oder zusätzlich kann eine Pulvermembranbeschichtungsvorrichtung verwendet werden, die zum technischen Gebiet der Membranbeschichtungsanlage gehört und im

Wesentlichen eine Vakuumkammer, eine Heißfilamentelektrode (das sogenannte Hot-Wire), ein mehrstufiges Rotationstarget und eine Ionenquelle umfasst. Bei dieser„Rückprall- Vibrationsvorrichtung“ ist der Aufbau so angeordnet, dass der Ionenstrahl der Ionenquelle auf einen vibrierenden (mit Pulver gefüllten) Tiegel als Target gerichtet ist. Eine vibrierende Pulvermembran sorgt für eine Erhöhung des Abstands zwischen benachbarten Partikeln des Pulvers, damit eine nahezu sphärische 3D-Partikelbeschichtung erreicht werden kann.

Allerdings ermöglicht es keine der voranstehenden herkömmlichen Prozesse, in einem

vergleichbaren Kostenrahmen zu bleiben, wie beispielsweise der etablierte nasschemische Prozess des Wirbelschichtgranulators. Der nasschemische Prozess ist allerdings hinsichtlich der Schichtdicke und der Menge an möglichen Materialkombinationen beschränkt.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden eine Beschichtungsanordnung und ein Verfahren bereitgestellt, welche die Beschichtung von Partikeln im Vakuum zu geringen Kosten, bei einem hohen Durchsatz und großer Schichtdicke ermöglichen sowie für eine hohe Menge an Materialkombinationen zugänglich sind. Die beschichteten Partikel können beispielsweise verwendet werden, um einen Energiespeicher, beispielsweise eine Batterie (z.B. einen

Akkumulator), herzustellen. Anschaulich werden eine hochwirtschaftliche kontinuierliche Vereinzelung und Bereitstellung von Partikeln zur Funktionalisierung der Oberfläche

bereitgestellt.

Die Beschichtungsanordnung und das Verfahren ermöglichen eine im Wesentlichen

zusammenhängende und umseitige Beschichtung (z.B. zweiseitig oder mehr, d.h. aus zwei oder mehr Richtungen, z.B. dreiseitig) von Partikeln. Die Beschichtung kann zur Funktionalisierung der Oberfläche einzelner und/oder voneinander isolierter Partikel erfolgen. Diese umseitige Beschichtung wird erreicht, indem die Partikel anschaulich frei fallen können. Der Freifall begünstigt beispielsweise, dass die Partikel gewendet werden, so dass diese fortlaufend ihre Ausrichtung ändern, und/oder umseitig dem Beschichtungsmaterial ausgesetzt sind. Sind die Partikel hingegen verklumpt, kann diese umseitige Beschichtung erschwert sein. Dem kann mittels einer Vereinzelung der Partikel entgegengewirkt werden.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Partikelvereinzelungsvorrichtung aufweisen: eine Eingangsöffnung und eine Ausgangsöffnung, mehrere Vereinzelungsstufen, welche eingerichtet sind, von der Eingangsöffnung zu der Ausgangsöffnung geführte Partikel zu vereinzeln, wobei von den mehreren Vereinzelungsstufen: eine erste Vereinzelungsstufe eingerichtet ist, Elektronen in die Partikel einzubringen, so dass eine dadurch bewirkte Aufladung (d.h. elektrische Aufladung) der Partikel diese voneinander trennt; eine zweite

Vereinzelungsstufe eine Prallfläche aufweist und eingerichtet ist, die Partikel in Richtung zu einer Prallfläche hin zu beschleunigen, so dass ein dadurch bewirkter Aufprall der Partikel auf die Prallfläche diese voneinander trennt.

Es zeigen

Figur 1 eine Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;

Figur 2 eine Beschichtungsanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer

schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;

Figur 3 die Kinetik der elektrischen Vereinzelung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm;

Figur 4, Figur 5 und Figur 21 A jeweils eine Beschichtungsanordnung gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Ansichten;

Figur 6A, Figur 7, Figur 8, Figur 9A, Figuren 11 bis 15 jeweils eine

Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Ansichten

Figur 6B und Figur 6C jeweils die Kinetik des mechanischen Vereinzeins in einem

schematischen Diagramm;

Figur 9B, Figur 10A, Figur 10B und Figur 16 jeweils die Kinetik des elektrischen Vereinzeins in einem schematischen Diagramm;

Figuren 17 bis 20 jeweils eine Beschichtungsanordnung gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Ansichten;

Figur 21B die Kinetik der gleichverteilten Zuführung in einem schematischen Diagramm;

Figuren 22 bis 24 jeweils eine Beschichtungsanordnung gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Ansichten; und

Figuren 25 und 26 jeweils ein Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagram. In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische

Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa„oben“,„unten“,„vorne“,„hinten“,„vorde res“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen

positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem

Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche

Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.

Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten

Verbindung (z.B. ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z.B. einer elektrisch leitfähigen

Verbindung), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen

Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff "gekoppelt" oder "Kopplung" im Sinne einer (z.B. mechanischen, hydrostatischen, thermischen und/oder elektrischen), z.B.

direkten oder indirekten, Verbindung und/oder Wechselwirkung verstanden werden. Mehrere Elemente können beispielsweise entlang einer Wechselwirkungskette miteinander gekoppelt sein, entlang welcher die Wechselwirkung (z.B. ein Signal) übertragen werden kann.

Beispielsweise können zwei miteinander gekoppelte Elemente eine Wechselwirkung miteinander austauschen, z.B. eine mechanische, hydrostatische, thermische und/oder elektrische

Wechselwirkung. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann "gekuppelt" im Sinne einer mechanischen (z.B. körperlichen bzw. physikalischen) Kopplung verstanden werden, z.B. mittels eines direkten körperlichen Kontakts. Eine Kupplung kann eingerichtet sein, eine mechanische Wechselwirkung (z.B. Kraft, Drehmoment, etc.) zu übertragen. Eine gastechnische Kopplung kann das Austauschen eines Gases ermöglichen. Eine vakuumtechnische Kopplung kann eine gastechnische Kopplung aufweisen, die vakuumdicht gekapselt ist.

Das Steuern kann verstanden werden als eine beabsichtigte Beeinflussung eines Systems. Dabei kann der Zustand des Systems gemäß einer Vorgabe verändert werden. Regeln kann als Steuern verstanden werden, wobei zusätzlich einer Zustandsänderung des Systems durch Störungen entgegengewirkt wird. Anschaulich kann die Steuerung eine nach vom gerichtete Steuerstrecke aufweisen und somit anschaulich eine Ablaufsteuerung implementieren, welche eine

Eingangsgröße in eine Ausgangsgröße umsetzt. Die Steuerstrecke kann aber auch Teil eines Regelkreises sein, so dass eine Regelung implementiert wird. Die Regelung weist im Gegensatz zu der reinen Vorwärts- Steuerung eine fortlaufende Einflussnahme der Ausgangsgröße auf die Eingangsgröße auf, welche durch den Regelkreis bewirkt wird (Rückführung). Mit anderen Worten kann alternativ oder zusätzlich zu der Steuerung eine Regelung verwendet werden bzw. alternativ oder zusätzlich zu dem Steuern ein Regeln erfolgen. Bei einer Regelung wird ein Ist- Wert der Regelgröße (z.B. basierend auf einem Messwert ermittelt) mit einem Führungswert (einem Sollwert oder einer Vorgabe oder einem Vorgabewert) verglichen und entsprechend kann die Regelgröße mittels einer Stellgröße (unter Verwendung eines Stellglieds) derart beeinflusst werden, dass sich möglichst eine geringe Abweichung des j eweiligen Ist-Werts der Regelgröße vom Führungswert ergibt.

Im Rahmen dieser Beschreibung können Partikel (auch als Feststoffpartikel bezeichnet) als Körper verstanden werden (anschaulich Körner), welche einen Feststoff aufweisen oder daraus gebildet sind, d.h. in einem festen Aggregatzustand vorliegende Materie (wobei die Materie mehrere Atome und/oder Moleküle aufweisen kann). Eine Vielzahl von Partikeln kann anschaulich als lose Menge (auch als Gemenge oder Konglomerat bezeichnet), d.h. vereinzelt, vorliegen, z.B. als Granulat (z.B. Pulver). Die Partikel können eine Ausdehnung (anschaulich Partikelgröße) größer als 5 nm (Nanometer) aufweisen, z.B. größer als 0,1 pm (Mikrometer) und/oder kleiner als 1 mm (Millimeter), z.B. in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 500 pm oder in einem Bereich von ungefähr 0,1 pm bis ungefähr 1 mm. Die Partikelgröße eines einzelnen Partikels kann anschaulich dem Durchmesser einer Kugel entsprechen, welche das Volumen des Partikels aufweist. Die Partikelgröße bezogen auf eine Vielzahl von Partikeln kann der über die einzelnen Partikel gemittelten Partikelgröße entsprechen. Im Folgenden wird vereinfacht unter anderem auf ein einzelnes Partikel Bezug genommen. Das Beschriebene kann in Analogie für jedes Partikel der Vielzahl von Partikeln gelten. Zwei oder mehr Partikel können je nach Fortschritt ihrer Prozessierung einzeln (d.h. voneinander separiert) oder

aneinanderhaftend (auch als Partikelcluster bezeichnet) vorliegen. Beispielsweise kann das Beschriebene auch in Analogie für jeden Partikel cluster der Vielzahl von Partikeln gelten. Es müssen allerdings nicht notwendigerweise alle Partikel, die dem Prozessieren zugeführt werden, auch prozessiert werden. Manche Partikel können auf dem Weg anschaulich auch verloren gehen (anschaulich Verlust).

Mittels eines Beschichtungsmaterials können mehrere Partikel jeweils beschichtet werden, so dass jedes Partikel von einer Schicht (auch als Partikelbeschichtung bezeichnet) aus dem

Beschichtungsmaterial umgeben (z.B. eingehüllt) wird, wobei die beschichteten Partikel wieder als Konglomerat (d.h. vereinzelt) vorliegen können. Im Allgemeinen können sich mehrere Partikel untereinander und/oder von dem Beschichtungsmaterial in ihrer chemischen

Zusammensetzung unterscheiden und/oder zumindest ein Material der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Metall, ein Übergangsmetall, ein Oxid (z.B. ein

Metalloxid oder ein Übergangsmetalloxid), ein Dielektrikum, ein organisches oder

anorganisches Polymer (z.B. ein Kohlenstoff-basiertes Polymer oder ein Silizium-basiertes Polymer), ein Oxinitrid, ein Nitrid, ein Karbid, eine Keramik, ein Halbmetall (z.B. Kohlenstoff), ein Perowskit, ein Glas oder glasartiges Material (z.B. ein sulfidisches Glas oder ein super ionisches Glas), ein Halbleiter, ein Halbleiteroxid, ein halborganisches Material und/oder ein organisches Material. Der Kohlenstoff kann beispielsweise in einer Kohlenstoffkonfiguration vorliegen, z.B. als Graphit oder als nano-kristalliner amorpher Kohlenstoff.

Beispielsweise kann das Beschichtungsmaterial zumindest ein Metall (z.B. Aluminium,

Zirkonium, Lanthan, Nickel, Titan und/oder Chrom aufweisend oder daraus gebildet) aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Partikel und/oder das

Beschichtungsmaterial ein Akkumulator-Aktivmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein. Als Akkumulator-Aktivmaterial (auch vereinfacht als Aktivmaterial bezeichnet) kann ein Material verstanden werden, welches unter einer chemischen Reaktion elektrische Ladungen aufnimmt oder abgibt (mit anderen Worten, welches elektrische Energie in chemische Energie umwandelt, und umgekehrt). Für einen Lithium-Ionen-Akkumulator kann das Aktivmaterial eine

Lithiumverbindung aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispiele für ein Akkumulator- Aktivmaterial der Kathode sind beispielsweise Nickel-Mangan-Kobalt (NMC), Lithium -Eisen- Phosphat (LFP), Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminium-Oxid (NCA), Lithium-Mangan-Oxid (LMO) und/oder Lithium -Ni ekel -Mangan-Oxid (LNMO). Beispiele für ein Akkumulator- Aktivmaterial der Anode sind Graphit (oder Kohlenstoff in einer anderen Konfiguration), nanokri stallines und/oder amorphes Silicium, ein Silizium-Kohlenstoff-Komposit, Lithium- Titanat-(Spinel)-Oxid, metallisches Lithium oder Zinndioxid (SnO?).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die (z.B. zu beschichtete) Vielzahl von Partikeln (vereinfacht auch als Pulver oder Pulvermaterial bezeichnet) in einer vertikalen Anordnung mehreren aufeinanderfolgenden Dispersionsstufen mechanischen und/oder elektrostatischen Typs kollektiv geführt und vereinzelt. Alternativ oder zusätzlich kann eine gleichmäßige

Verteilung (Dissemination) der Vielzahl von Partikeln über einer Beschichtungsvorrichtung (z.B. einer Materialdampfquelle) erfolgen. Die Beschichtungsvorrichtung kann beispielsweise eine oder mehr als einen elektronenstrahlinduzierte Materialdampf bereitstellen, mittels derer eine nahezu gleichmäßige rundum-Beschichtung der Partikel erreicht werden kann. Im Hinblick auf sublimierende Materialien, wie Kohlenstoff, kann die entsprechende Materialdampfquelle alternativ oder zusätzlich auch seitlich angeordnet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Auflockerungsvorrichtung eine

Partikelauflage und eine Schwingungsquelle aufweisen. Die oder eine hierin beschriebene Schwingungsquelle kann zu Einkoppeln einer Schwingung in die Partikelauflage (auch als vibrationsfähige Partikelauflage bezeichnet) eingerichtet sein. Die Schwingung kann die

Partikelauflage zu einer Vibration (d.h. einer periodischen Bewegung) anregen, welche kinetische Energie auf die Partikel überträgt (d.h. diese zu einer Bewegung anregt). Alternativ oder zusätzlich zu der Schwingungsquelle kann die Auflockerungsvorrichtung auch einen anderen Antrieb aufweisen, welcher eingerichtet ist, die Partikelauflage mechanisch anzuregen (z.B. mittels Stößen (von innen oder außen), Rotation der Partikelauflage oder anderen

Bewegungen), so dass die auf der Partikelauflage liegenden Partikel zu einer Bewegung angeregt werden. Die Partikelauflage kann beispielsweise eine Membran, eine ebene Platte (z.B. eine Scheibe) oder eine ausgestülpte Platte (z.B. einen Teller) aufweisen. Bei der Vibration kann sich die Partikelauflage beispielsweise periodisch verformen, z.B. gemäß einer Schwingungsmode.

Die zur Bewegung angeregten Partikel können beispielsweise Stöße untereinander sowie mit der Partikelauflage erfahren, was deren Abstand voneinander erhöht und diese so anschaulich „auflockert“. Beispielsweise kann das Auflockem aufweisen, dass Bindungs- und/oder

Haftungskräfte der Partikel untereinander und/oder zur Partikelauflage mittels der mechanischen Anregung (z.B. Energieeintrag der Schwingung oder Ähnliches) reduziert bis aufgehoben werden.

Die aufgelockerten Partikel können sich in diesem Zustand wie ein Fluid verhalten (auch als fluidisierte Partikel oder Partikelfluid bezeichnet) verhalten. Beispielsweise können die Partikel in ihrer Gesamtheit (d.h. das gesamte Partikelfluid) strömen und das Partikelfluid kann sich unter dem Einfluss von Scherkräften kontinuierlich verformen. Das Partikelfluid kann alternativ oder zusätzlich (zu der Übertragung von kinetischer Energie auf diese) mittels Einblasens eines Gases zwischen die Partikel bereitgestellt werden. Das Gas kann es allerdings erschweren, ein Vakuum aufrecht zu erhalten.

Optional kann die Schwingungsquelle eingerichtet sein, die eingekoppelte Schwingung (z.B. zeitlich und/oder räumlich) zu variieren, so dass die Schwingungsmode der Partikelauflage gemäß mehrerer Schwingungsmoden schwingt. Die Schwingungsquelle kann beispielsweise zur Erzeugung verschiedener Frequenzen (auch als Schwingungsfrequenzen bezeichnet) eingerichtet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Schwingungsquelle zur Einkopplung der Schwingung an verschiedenen Stellen (auch als Einkopplungsstellen bezeichnet) der Partikelauflage eingerichtet sein.

Die Schwingungsquelle kann im Allgemeinen einen oder mehr als einen Aktor (auch als Wandler bezeichnet) aufweisen, der eingerichtet ist, ein elektrisches Signal (z.B. eine elektrische Schwingung, z.B. eine Wechsel Spannung) in eine mechanische Schwingung umzuwandeln. Der oder jeder Aktor kann beispielsweise einen Piezo- Aktor, einen Exzenter, einen Unwuchtmotor und/oder eine elektrische Spule aufweisen. Die mehreren Einkopplungsstellen (z.B. von innen oder außen zugeführt) können beispielsweise mittels mehrerer Aktoren bereitgestellt sein oder werden. Die mehreren Schwingungsfrequenzen können beispielsweise mittels Ansteuerns eines Aktors (z.B. Piezo- Aktoren) mit verschiedenen Signalen bereitgestellt sein oder werden.

Beispielsweise kann das Anregen der Partikelauflage mittels einer Schwingung gemäß einem (z.B. zyklischen) Schema erfolgen, wobei das Schema mehrere Phasen aufweist, die sich in der Frequenz und/oder der Stelle der eingekoppelten Schwingung voneinander unterscheiden. Die verschiedenen Frequenzen bzw. Stellen müssen nicht notwendigerweise zyklischen in einer festen Reihenfolge nacheinander eingekoppelt werden, sondern können auch zufällig variiert werden.

Mittels der mehreren Schwingungsfrequenzen und/oder mehreren Einkopplungsstellen kann die Partikelauflage zu einer Schwingung gemäß einzelner und/oder mehrerer Schwingungsmoden angeregt werden, welche beispielsweise fortwährend verändert werden. Dies verhindert die Bildung von stehenden Wellenbergen bzw. Wellentälern, indem sich das Schwingungsmuster (z.B. die Chladni’sche-Figur) örtlich und zeitlich ändert, wodurch der fluidartige

Schwebezustand der Partikel konstant und zeitlich länger aufrechterhalten wird.

Die Vibration der Partikelauflage kann optional eine Separation der Partikel (bzw.

Partikelcluster) gemäß ihrer Größe und/oder Masse bewirken. Anschaulich kann mit zunehmender Größe und/oder Masse der Partikel (bzw. Partikelcluster) deren Gewichtskraft dominieren, so dass diese träge werden, was die Anregung zur Bewegung hemmt. Somit können vereinzelte, leichtere und/oder kleinere Partikel anschaulich„aufschwimmen“ und so von den größeren bzw. massereicheren Partikel clustern separiert werden.

Das Ansteuern der Schwingungsquelle kann beispielsweise mittels einer Steuervorrichtung erfolgen, z.B. gemäß dem Schema.

Eine hierin beschriebene Elektronenquelle kann eingerichtet sein, Elektronen abzugeben, z.B. in ein Vakuum oder in einen Festkörper hinein. Die Elektronenquelle kann beispielsweise eingerichtet sein zur thermischen Emission von Elektronen in das Vakuum hinein, zur

Sekundäremission von Elektronen in das Vakuum hinein, zur Bildung eines Plasmas (das die Elektronen aufweist) und/oder die Elektronen bei Kontakt mit dem Festkörper auf diesen zu übertragen (d.h. diesen elektrisch aufzuladen). Mit anderen Worten kann die Elektronenquelle auch eine Plasmaquelle aufweisen. Dazu kann die Elektronenquelle mit einer Stromversorgung gekoppelt sein, welche der Elektronenquelle mit einem elektrischen Strom versorgt, so dass die abgegebenen Elektronen nachgeführt werden.

Beispielsweise kann zur Vereinzelung oder Auflockerung von Partikel-Agglomerationen Mikrowellenstrahlung angewandt werden.

Die Partikel-Agglomerationen durchlaufen dabei - vorzugsweise im freien Fall - einen Bereich, in den Mikrowellenstrahlung einwirkt, beispielsweise im üblichen Frequenzbereich von 2,45 GHz. Durch die Mikrowellenstrahlung wird die in den Partikel-Agglomerationen enthaltene Restfeuchtigkeit erhitzt und verdampft, wobei die Agglomeration gesprengt wird und in Einzel- Partikel zerfällt.

In verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verdampfen eines Beschichtungsmaterials mittels eines Elektronenstrahls erfolgen (auch als Elektronenstrahl-Verdampfung bezeichnet). Optional kann das Beschichtungsmaterial (auch als Verdampfungsgut bezeichnet) in Form von sublimierenden (oder semi-sublimierenden) Material bereitgestellt sein oder werden, z.B.

welches unterhalb des Beschichtungsraums und/oder (d.h. alternativ oder zusätzlich dazu) auch beliebig seitlich des Beschichtungsraums angeordnet sein kann.

Fig.l veranschaulicht eine Partikelvereinzelungsvorrichtung 100 gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht.

Die Partikelvereinzelungsvorrichtung 100 kann eine Eingangsöffnung 102e und eine

Ausgangsöffnung 102a aufweisen, und mehrere Vereinzelungsstufen 104, welche die

Eingangsöffnung 102e mit der Ausgangsöffnung 102a koppeln. Die mehreren

Vereinzelungsstufen 104 können die durch die Eingangsöffnung 102e hindurch aufgenommenen Partikel 106 zu der Ausgangsöffnung 102a führen, z.B. entlang eines Pfades 111 (auch als Führungspfad 111 bezeichnet). Das Aufnehmen der Partikel 106 an der Eingangsöffnung 102e kann kontinuierliche oder auch schubweise erfolgen. Der Führungspfad 111 kann beispielsweise den Pfad beschreiben, den der gemittelte Schwerpunkt der Vielzahl Partikel 106 nimmt.

Entlang des Führungspfades 111 können die mehreren Vereinzelungsstufen 104 beispielsweise seriell angeordnet sein, z.B. hintereinander. Es können aber auch entlang des Führungspfades 111 unmittelbar aufeinanderfolgende Vereinzelungsstufen 104 ineinandergreifen oder zumindest gemeinsame Bauteile aufweisen.

Die mehreren Vereinzelungsstufen 104 können zumindest eine erste Vereinzelungsstufe 104a und eine zweite Vereinzelungsstufe 104b aufweisen. Die erste Vereinzelungsstufe 104a kann elektrischen Vereinzelungstyps sein (vereinfacht auch als elektrische Vereinzelungsstufe 104a bezeichnet). Die zweite Vereinzelungsstufe 104b kann mechanischen Vereinzelungstyps sein (vereinfacht auch als mechanische Vereinzelungsstufe 104b bezeichnet). Die erste

Vereinzelungsstufe 104a und die zweite Vereinzelungsstufe 104b können optional mittels einer gemeinsamen Anordnung bereitgestellt sein oder werden, in welcher optional ein oder mehr als ein Bauteil ein Bestandteil der ersten Vereinzelungsstufe 104a und der zweiten zweite

Vereinzelungsstufe 104b sein kann. Dies wird später genauer beschrieben.

Mittels der elektrischen Vereinzelungsstufe 104a können Elektronen 113 in die Vielzahl von Partikel 106 eingebracht werden, wobei eine dadurch bewirkte Aufladung die Partikel 106 voneinander trennt (auch als elektrische Vereinzelung lOlv bzw. elektrisches Vereinzeln lOlv bezeichnet). Mit anderen Worten können den Partikel Elektronen zugeführt 101 werden (auch als Elektronenzufluss 101 oder„Einbringen 101 von Elektronen“ bezeichnet). Dazu kann die Vereinzelungsstufe 104a eine Elektronenquelle aufweisen, wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird, welche die Elektronen 113 bereitstellt. Die Elektronen können beispielsweise als freie Elektronen bereitgestellt sein oder werden, z.B. mittels einer nicht-thermalen

Dunkel entladung oder mittels einer Glühkathode.

Mittels der Elektronen können die Partikel 106 elektrisch aufgeladen werden, so dass zwischen diesen eine elektrische Kraft vermittelt wird (beispielsweise gemäß dem coulombschen Gesetz), welche die Partikel 106 voneinander abstößt (auch als Abstoßungskraft bezeichnet). Die in die Partikel 106 eingebrachte elektrische Leistung kann dabei derart klein sein, dass eine Temperatur der Partikel 106 kleiner bleibt als eine Temperatur, bei welchen die Partikel 106 ihren

Aggregatszustand ändern (z.B. schmelzen, verdampfen und/oder sublimieren). Mit anderen Worten können die Partikel 106 während der elektrischen Vereinzelung fest bleiben.

Mittels der mechanischen Vereinzelungsstufe 104b können die Partikel 106 beschleunigt 103 werden in Richtung zu einer Prallfläche 104p hin. Mit anderen Worten kann den Partikeln 106 kinetische Energie zugeführt 103 werden, welche die Partikeln 106 beschleunigt 103 (auch als Beschleunigen 103 bezeichnet). Das Beschleunigen 103 kann beispielsweise schräg zu oder entgegen der Richtung 155 der Gravitationskraft (auch als Vertikale 155 bezeichnet) und/oder zusätzlich zu einer Beschleunigung durch die Gravitationskraft erfolgen.

Mittels des Aufpralls auf die Prallfläche 104p kann den Partikeln 106 eine mechanische Kraft (auch als Stoßkraft bezeichnet) vermittelt werden, welche die Partikel 106 voneinander trennt (auch als mechanische Vereinzelung 103v bzw. mechanisches Vereinzeln 103v bezeichnet). Die Partikel 106 können während der mechanischen Vereinzelung 103v fest verbleiben. Die

Prallfläche 104p kann beispielsweise mittels einer Prallwand 104p (z.B. einer Prallplatte 104p) bereitgestellt sein oder werden. Allgemein kann das (z.B. mechanische und/oder elektrische) Vereinzeln lOlv, 103v bewirken, dass zwei oder mehr Partikel, die aneinanderhaften, voneinander separiert (d.h. getrennt) werden (auch als Vereinzelungsprozess bezeichnet). Dabei können die individuellen Partikel in ihrer Integrität erhalten bleiben (auch als zerstörungsfreie Vereinzelung bezeichnet). Die

aneinanderhaftenden zwei oder mehr Partikel werden hierin auch als Partikelcluster oder Partikelaggregat bezeichnet. Mittels des Vereinzeins kann ein oder mehr als ein Partikel aus einem Partikelcluster herausgelöst werden, so dass sich dadurch ein Partikelcluster mit weniger Partikeln oder ein einzelnes Partikel ergibt. In jeder Vereinzelungsstufe der mehreren

Vereinzelungsstufen kann eine Vielzahl von Vereinzelungsprozessen erfolgen, so dass die Anzahl und/oder Größe der Partikelcluster, welche der Vereinzelungsstufe zugeführt werden, größer ist, als die Anzahl bzw. Größe der Partikelcluster, welche von der Vereinzelungsstufe abgegeben werden. Die Anzahl und/oder Größe der Partikelcluster kann beispielsweise auf ein Zeitintervall bezogen sein.

Innerhalb jeder Vereinzelungsstufe der mehreren Vereinzelungsstufen 104 kann ein Vakuum bereitgestellt werden, durch welches hindurch der Führungspfad 111 führt. Mit anderen Worten kann das Vereinzeln lOlv, 103v im Vakuum erfolgen. Die hier dargestellte Reihenfolge der Vereinzelungsstufen 104a, 104b kann auch anders ein. Bezüglich des Führungspfads 111 kann die elektrische Vereinzelungsstufe 104a der mechanischen Vereinzelungsstufe 104b

nachgeschaltet sein oder andersherum. Beide mechanische Vereinzelungsstufen 104b können auch parallel zueinander geschaltet sein.

Optional kann die Partikelvereinzelungsvorrichtung 100 mehr als eine elektrische

Vereinzelungsstufe 104a und/oder mehr als eine mechanische Vereinzelungsstufe 104b aufweisen, z.B. um die Zuverlässigkeit der Vereinzelung zu verbessern.

Die oder jede mechanische Vereinzelungsstufe 104b (auch als mechanische Dispersionsstufe bezeichnet), kann das Beschleunigen 103 der Partikel cluster mittels einer Rotationsbewegung bewirken, wobei die Rotationsbewegung eine Fliehkraft auf ein Partikel bzw. Partikelcluster (vereinfacht auch als Agglomerat bezeichnet) überträgt, die das Beschleunigen 103 bewirkt. Der derart beschleunigte Partikelcluster kann einen hinreichend großen Impuls aufnehmen und effektiv zerschlagen werden beim Aufprall auf die Prallfläche 104p.

Die vereinzelten Partikel 106 können nachfolgend prozessiert werden, z.B. kann diesen Material hinzugefügt werden (z.B. mittels Beschichtens), diesen Material entnommen werden (z.B.

mittels Abtragens), oder diese können chemisch umgewandelt werden (z.B. mittels Erhitzens oder Bestrahlens). Die vereinzelten Partikel 106 lassen sich zum Beschichten beispielsweise einer Beschichtungsanordnung zuführen, wie im Folgenden beschrieben wird. Werden die Partikel vor ihrer Beschichtung vereinzelt, kann dies kleinere Einheiten zu Folge haben, die eine größere funktionalisierte Oberfläche bereitstellen. Dies vergrößert die Wirkung der Beschichtung bzw. der dadurch bereitgestellten Funktionalisierung.

Das Vereinzeln der Partikel (z.B. bevor diese beschichtet werden) muss aber nicht

notwendigerweise oder kann nur zum Teil erfolgenje nach vorherrschender Anforderung oder Wirtschaftlichkeit. Beispielsweise können allerdings ebenso nur Partikelcluster oder ein

Gemisch aus Partikeln und Partikelclustern prozessiert (z.B. beschichtet) werden. Im Folgenden wird sich zum vereinfachten Verständnis auf bereits vereinzelte Partikel bezogen. Das für vereinzelte Partikel Beschriebene kann in Analogie auch für Partikelcluster oder das Gemisch gelten.

Fig.2 veranschaulicht eine Beschichtungsanordnung 200 gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht.

Die Beschichtungsanordnung 200 kann eine Partikelzuführung 202 und einen Auffangbehälter 204 aufweisen, zwischen denen ein Hohlraum 206 (auch als Beschichtungsraum 206 bezeichnet) gebildet ist. Ferner kann die Beschichtungsanordnung 200 eine Beschichtungsmaterial-Quelle 208 aufweisen, welche beispielsweise ein Beschichtungsmaterial aufweist, mit dem die Partikel 106 beschichtet werden sollen. Die Beschichtungsmaterial-Quelle 208 kann im Allgemeinen eine Beschichtungsmaterial-Haltevorrichtung (z.B. einen Tiegel) zum Halten des

Beschichtungsmaterials aufweisen. Optional kann die Beschichtungsmaterial-Quelle einen Antrieb zum Drehen und/oder Nachzuführen des Beschichtungsmaterials aufweisen, um einen stabilen Prozess zu gewährleisten.

Beispielsweise kann die Beschichtungsmaterial-Quelle 208 zur Durchführung einer

physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) eingerichtet sein, beispielsweise mittels

Verdampfens des Beschichtungsmaterials. Beispielsweise kann die Beschichtungsmaterial- Quelle 208 Teil einer Beschichtungsvorrichtung sein, z.B. einer PVD-Beschichtungsvorrichtung oder CVD-Beschichtungsvorrichtung, wie später noch genauer beschrieben wird. Die

Beschichtungsvorrichtung kann ferner eine Leistungszuführung (z.B. eine

Elektronenstrahlkanone, eine Gasentladungsvorrichtung oder eine Heizvorrichtung in Form eines Schiffchenverdampfers) aufweisen, welche eingerichtet ist, die zum Verdampfen des

Beschichtungsmaterials benötigte Leistung zuzuführen.

Eine Beschichtungsvorrichtung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen zum

Beschichten 2600 von Partikeln eingerichtet sein, welche dem von der Beschichtungsvorrichtung emittierten Beschichtungsmaterial ausgesetzt werden. Beispielsweise kann die

Beschichtungsvorrichtung zum Bereitstellen eines gasförmigen Beschichtungsmaterials (z.B. Material dampf) eingerichtet sein, welches z.B. auf den Partikeln zum Bilden einer Schicht abgeschieden werden kann. Eine Beschichtungsvorrichtung kann zumindest eines von

Folgendem aufweisen: eine Sputtervorrichtung, eine thermisch-Verdampfungsvorrichtung (z.B. einen Laserstrahlverdampfer, einen Lichtbogenverdampfer, einen Schiffchenverdampfer, einen Elektronenstrahlverdampfer und/oder einen resistiv-thermi sehen Verdampfer). Eine

Sputtervorrichtung kann zum Zerstäuben des Beschichtungsmaterials mittels eines Plasmas eingerichtet sein. Eine thermisch-Verdampfungsvorrichtung kann zum Verdampfen des

Beschichtungsmaterials mittels thermischer Energie eingerichtet sein. Die thermische Energie kann beispielsweise mittels eines Elektronenstrahls und/oder mittels einer resistiven

Heizvorrichtung (z.B. bei der sogenannten Schiffchenverdampfung) dem Beschichtungsmaterial zugeführt werden. Je nach der Beschaffenheit des Beschichtungsmaterials kann alternativ oder zusätzlich zu dem thermischen Verdampfen, d.h. ein thermisches Überführen eines flüssigen Zustands (flüssige Phase) in einen gasförmigen Zustand (gasförmige Phase), auch ein

Sublimieren, d.h. ein thermisches Überführen eines festen Zustands (feste Phase) in einen gasförmigen Zustand, auftreten. Mit anderen Worten kann die thermisch- Verdampfungsvorrichtung das Beschichtungsmaterial auch sublimieren. Die Sputtervorrichtung zum Sputtern kann beispielsweise zentrisch in dem Beschichtungsraum angeordnet sein oder werden, z.B. mittels einer vertikalen Anordnung von Sputtertargets (z.B. Rohrmagnetrons die beispielsweise gemäß einer Planetenbewegung angetrieben werden.

Im Folgenden wird auf eine Beschichtungsvorrichtung in Form einer thermisch- Verdampfungsvorrichtung (vereinfacht auch als Verdampfungsvorrichtung bezeichnet) Bezug genommen. Das Beschriebene kann in Analogie auch für eine Beschichtungsvorrichtung anderen Typs, wie vorstehend beschrieben ist, gelten. Das Beschichtungsmaterial kann in den Hohlraum 206 hinein verdampft 109 (allgemeiner emittiert 109) werden. Im Sinne eines sublimierenden oder semi-sublimierenden Beschichtungsmaterials kann auch aus einer seitlichen Richtung, z.B. mit beliebigem Winkel zur Vertikalen, in den Beschichtungsraum hinein verdampft werden.

Die Partikelzuführung 202 kann einen Zuführungsspalt 202s aufweisen. Der Zuführungsspalt 202s kann in Form eines Ringspalts bereitgestellt sein und/oder an die Ausgangsöffnung 102a angrenzen.

Als Ringspalt kann hierin ein Spalt verstanden werden, der entlang eines in sich geschlossenen Pfades 202p (auch als Spaltpfad 202p bezeichnet) erstreckt ist, z.B. über mehr als 90% des Spaltpfads 202p. Beispielsweise kann der Ringspalt zusammenhängend sein. Alternativ kann der Ringspalt ein oder mehr als einmal unterbrochen sein oder zumindest mehrere voneinander separierte Segmente aufweisen. Beispielsweise kann der Ringspalt zumindest zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten des Spaltpfads 202p angeordnete Abschnitte (z.B. voneinander separierte Segmente aufweisen). Der Hohlraum 206 kann mehrere Bereiche, z.B. einen ersten Bereich 206a und einen zweiten Bereich 206b, aufweisen oder daraus gebildet sein. Der erste Bereich 206a kann von dem Zuführungsspalt 202s zu dem Auffangbehälter 204 erstreckt sein und den zweiten Bereich 206b umgeben (z.B. an diesen angrenzend). Der zweite Bereich 206b (auch als

Dampfausbreitungsbereich 206b bezeichnet) kann an die Beschichtungsmaterial-Quelle 208 angrenzen.

Anschaulich kann der erste Bereich 206a (auch als Fallbereich 206a bezeichnet) innen ausgespart sein, und in der Aussparung kann der Dampfausbreitungsbereich 206b angeordnet sein. Der Dampfausbreitungsbereich 206b kann beispielsweise zylinderförmig (z.B. mit der Zylinderachse parallel zur Vertikalen 155) sein oder zumindest eine Mantelfläche aufweisen, welche von dem Fallbereich 206a vollständig bedeckt wird.

In dem Hohlraum 206 kann beispielsweise im Betrieb ein Vakuum gebildet sein, in welches das Beschichtungsmaterial hinein verdampft wird.

Mittels der Partikelzuführung 202 kann eine Vielzahl von Partikeln 106 in den Hohlraum 206 (z.B. das Vakuum darin) eingebracht werden, z.B. in den Fallbereich 206a hinein und/oder durch den Zuführungsspalt 202s hindurch. In dem Hohlraum 206 können die Partikeln 106 dann von der Gravitationskraft beschleunigt werden (auch als Fallen bezeichnet), z.B. zu dem

Auffangbehälter 204 hin und/oder entlang eines Freifallpfads 211, der beispielsweise den Führungspfad 111 fortsetzt. Das Fallen der Partikel 106 kann diese an dem

Dampfausbreitungsbereich 206b vorbei führen. Beispielsweise können die Partikel 106 außen an dem Dampfausbreitungsbereich 206b vorbei fallen. Aufgrund der Beschleunigung können die Abstände zwischen den Partikeln beim Fallen zunehmen, was es beispielsweise erleichtert, dass diese umseitig dem Beschichtungsmaterial ausgesetzt sind.

Der Freifallpfad 211 kann in dem Hohlraum 206 im Wesentlichen senkrecht (d.h. parallel zur Vertikalen 155) verlaufen (z.B. mit weniger als 10° Abweichung davon). Beispielsweise kann die Abweichung zustande kommen, wenn Elektronen und/oder das Beschichtungsmaterial mit den Partikeln 106 wechselwirken, z.B. diese leicht nach außen treiben. Dies kann auch unter Umständen im größeren Maße geschehen. Beispielsweise können besonders kleine Partikel, z.B. Nanopartikel mit einer Partikelgröße von sehr viel weniger als 1 pm in Schwebung geraten und nach außen (d.h. in Richtung zu Kammerwand hin) getragen werden, bis in Bereiche geringerer Metalldampfdichten. Es kann auch sein, dass bei ungünstigen Materialverhältnissen (z.B. ein hohe Rate, schwere Atome, mit hohen spezifischen Verdampfungsenergien zusammen mit leichten Partikeln (z.B. Graphit) und kleinen Volumina) ein Hochtreiben der Partikel erfolgen kann. Für diesen Fall, kann eine Ringelektrode bzw. ein elektrisches Potential derart angeordnet sein oder werden, (beispielsweise direkt am/der Einleger), dass auf die geladenen Partikel eine Kraft nach unten übertragen wird.

Das Einbringen der Partikel 106 kann durch den Zuführungsspalt 202s hindurch erfolgen entlang des Freifallpfads 211. Der Zuführungsspalt 202s kann derart eingerichtet sein, dass der

Freifallpfad 211 von dem Spaltpfad 202p (z.B. von jedem Punkt des Spaltpfades 202p) aus an dem Dampfausbreitungsbereich 206b vorbeiführt und/oder innerhalb des Fallbereichs 206a angeordnet ist, z.B. bis in den Auffangbehälter 204 hinein.

Dies erreicht, dass die Vielzahl von Partikeln 106, welche entlang des Freifallpfads 211 fallen, den Dampfausbreitungsbereich 206b umgibt. Das in den Dampfausbreitungsbereich 206b hinein verdampfte Beschichtungsmaterial kann somit von dem Dampfausbreitungsbereich 206b aus radial nach außen strömen durch die fallenden Partikel 106 hindurch, so dass die Vielzahl von Partikeln 106 mit dem Beschichtungsmaterial beschichtet 2600 wird (auch als Beschichten 2600 bezeichnet).

Die räumliche Verteilung der Vielzahl von Partikeln 106, mit der diese durch den

Zuführungsspalt 202s zugeführt werden, kann (entlang des Spaltpfads 202p) im Wesentlichen statistisch sein (auch als statistische Verteilung bezeichnet). Anschaulich können die Partikeln 106 entlang des gesamten Zuführungsspalts 202s gleichmäßig verteilt werden. Dies erreicht eine möglichst gleichmäßige Ausnutzung des Beschichtungsmaterials in dem Hohlraum 206.

Beispielsweise kann für jeden Spaltabschnitt des Zuführungsspalts 202s (z.B. gleicher Größe) die Menge an Partikeln, die über ein Zeitintervall summiert durch den Spaltabschnitt geführt werden, gegen denselben Wert konvergieren mit zunehmender Länge des Zeitintervalls.

Vereinfacht ausgedrückt, kann die Wahrscheinlichkeit, dass ein bestimmtes Partikel 106 den Weg durch den Spaltabschnitt nimmt für jeden Spaltabschnitt im Wesentlichen gleich groß sein (auch als Gleichverteilung bezeichnet). Diese Art der Zuführung (auch als gleichverteilte Zuführung bezeichnet) der Partikel 106 kann mittels der Partikelzuführung 202 bereitgestellt sein oder werden, wie im Folgenden noch genauer beschrieben wird.

Mittels der gleichverteilten Zuführung kann erreicht werden, dass der mittlere Abstand einander unmittelbar benachbarter Partikel im Fall (auch als Partikelvorhang bezeichnet) minimiert wird und/oder die statistische Abweichung von diesem mittleren Abstand minimiert wird. Dies erreicht eine möglichst homogene Beschichtung der Partikel.

Im Folgenden werden die Mechanismen der voranstehend beschriebenen Vereinzelung, der Beschichtung und deren Zusammenwirken dieser anhand exemplarischer Ausführungsformen beschrieben. Die Partikelvereinzelungsvorrichtung 100 kann dabei Teil der Beschichtungsanordnung 200 sein. Diese können allerdings auch separat voneinander bereitgestellt werden, z.B. wenn die vereinzelten Partikel anderweitig prozessiert werden sollen oder wenn Partikelcluster beschichtet werden sollen.

Der Dampfausbreitungsbereich 206b kann beispielsweise frei von Partikeln bleiben und/oder zumindest neben dem Freifallpfad angeordnet sein.

Fig.3 veranschaulicht die Kinetik der elektrischen Vereinzelung lOlv gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm 300, wobei der Zeitverlauf nach unten gerichtet ist. Hier und im Folgenden wird auf ein Partikel cluster 106c Bezug genommen, das aus zwei Partikeln 106 besteht (auch als Dicluster 106c bezeichnet). Das für das Dicluster 106c Beschriebene kann in Analogie auch für einen Partikelclusters aus mehr als zwei Partikeln gelten.

Die elektrische Vereinzelung lOlv kann beispielsweise elektrostatisch erfolgen (auch als elektrostatische Vereinzelung oder elektrostatische Dispersion bezeichnet). Die elektrische Vereinzelung kann mittels Beladens der Partikel 106 mit (z.B. freien) Elektronen erfolgen, so das Partikelclusters 106c in kleinere Untereinheiten (z.B. in zwei Partikelcluster 106c und/oder einzelne Partikel) zerlegt werden kann. Die elektrische Vereinzelung lOlv kann dabei auf der Coulombschen Abstoßung beruhen, welche die treibende elektrostatische Kraft beschreibt, die zwei oder mehrere aneinanderhaftende Partikel (angenommene Ladungsschwerpunkte) voneinander weg treibt (durch elektrostatische Aufladung dieser) und so ein Voneinanderlösen dieser anregt.

Der Radius r eines Partikels beliebiger Form und Größe kann dem Radius einer Kugel (d.h. eines sphärischen Partikels) entsprechen, welche dasselbe Volumen aufweist, wie das Partikel beliebiger Form und Größe. Vereinfacht kann daher ein sphärisches (z.B. elektrisch leitfähiges) Partikel mit dem Radius r betrachtet werden.

Die elektrostatisch induzierte Ladung q und Abstoßungskraft Fc auf dieses Partikel 106 kann folgender Relation genügen:

F _c = 0,6 wobei

q = 4p E ₀ rU _js

Hier ist e ₀ die elektrische Feldkonstante. Die mittels der Ladung q induzierte Abstoßungskraft Fc wirkt einer Haftkraft FH entgegen, die beschreibt, wie stark die Partikel 106 aneinanderhaften. Überschreitet die Abstoßungskraft Fc die Haftkraft FH, lösen sich die Partikel 106 voneinander (d.h. diese werden voneinander getrennt). Die Haftkraft F _H lässt sich mit der Hamakerkonstante A der Oberflächen, dem molekularen Abstand s der Oberflächen (exemplarisch ungefähr 0.4 nm) ab schätzen als: wobei sich mit

A

ß = verkürzter schreiben lässt

FH = ß ^r

Setzt man die induzierte Abstoßungskraft Fc gleich der Haftkraft F _H , erhält man aus den obigen Relationen die Spannung U, oberhalb der Partikel des Radius r und der Haftkonstante ß voneinander elektrostatisch getrennt werden, wobei ist.

Neben der numerischen Bestimmung einer Haftgröße existieren ebenso experimentell bestimmte Abschätzungen, welche sich auf ein Verhältnis von Gewichtskraft zu Haftkraft F _H beziehen. So kann angenommen werden, dass die Haftkraft F _H im Allgemeinen um einen Faktor von bis zu 10 ⁹ höher ist als die Gewichtskraft eines Partikels 106. Dies entspricht einer exemplarischen Haftkonstante von ß=0,3 kg/s ² (Kilogramm pro Sekunde zum Quadrat). Diese exemplarische Haftkonstante kann der folgenden Beschreibung zugrunde liegen.

Die Vereinzelung und Beschichtung werden im Folgenden exemplarisch gemeinsam anhand verschiedener Beschichtungsanordnungen beschrieben, können aber auch separat voneinander bereitgestellt sein oder werden.

Fig.4 veranschaulicht eine Beschichtungsanordnung 400 gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht.

Die vertikal erstreckte Beschichtungsanordnung 400 kann ein Kammergehäuse 802k aufweisen, in welchem eine oder mehr als eine Vakuumkammer 802 bereitgestellt ist. Mehrere

Vakuumkammern 802 können beispielsweise vakuumtechnisch miteinander gekoppelt sein und mittels einer Öffnung 202s (z.B. dem Zuführungsspalt 202s) miteinander verbunden sein.

Das Kammergehäuse 802k kann beispielsweise rotationssymmetrisch eingerichtet sein. Das Kammergehäuse 802k kann beispielsweise geerdet sein oder auf einem anderen

Referenzpotential liegen. Mit anderen Worten kann das Referenzpotential beispielsweise elektrische Erde sein. Eine hierin beschriebene elektrische Spannung kann beispielsweise auf das Referenzpotential bezogen sein. Die elektrische Spannung kann beispielsweise zu einem elektrischen Potential korrespondieren, welches eine Differenz zu dem Referenzpotential in Höhe der Spannung aufweist.

Jede Vakuumkammer 802 kann einen oder mehr als einen Hohlraum (auch als Prozessierraum bezeichnet) bereitstellen, durch welchen die Partikel 106 hindurchgeführt und in welchem diese prozessiert (z.B. beschichtet) werden. Das Prozessieren in dem Prozessierraum kann mittels einer Prozessierstufe 400a bis 400f erfolgen, die den jeweiligen Prozessierraum aufweist.

Mittels einer ersten Prozessierstufe 400a kann eine Materialnachführung erfolgen. Dazu kann in die erste Prozessierstufe 400a einen Nachführmechanismus 402 aufweisen, der eingerichtet ist, kontinuierlich Pulvermaterial in einen Prozessierraum einer zweiten Prozessierstufe 400b oder einer dazu alternativen oder zusätzlichen dritten Prozessierstufe 400c zu fördern.

Mittels der zweiten Prozessierstufe 400b und der dazu alternativen oder zusätzlichen dritten Prozessierstufe 400c kann ein Vereinzeln der Partikel 106 erfolgen. Beispielsweise kann die zweite Prozessierstufe 400b eine oder mehr als eine mechanische Vereinzelungsstufe 104b aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die dritte Prozessierstufe 400c eine oder mehr als eine elektrische Vereinzelungsstufe 104a aufweisen oder daraus gebildet sein. Die hier dargestellte elektrische Vereinzelungsstufe 104a kann beispielsweise zum

Emittieren freier Elektronen bereitgestellt sein (auch als Elektronenemitter-Vereinzelungsstufe 104a bezeichnet), wie später noch genauer beschrieben wird.

Je nach Fall und Gegebenheit, wie beispielsweise dem Material, der Morphologie und/oder der Partikelgröße der Partikel 106, kann auch nur eine mechanische Vereinzelungsstufe 104b oder nur eine elektrische Vereinzelungsstufe 104a ausreichend sein.

Mittels einer vierten Prozessierstufe 400d kann die gleichverteilte Zuführung erfolgen (dann auch als Gleichverteilungsstufe 400d bezeichnet). Beispielsweise kann die

Gleichverteilungsstufe 400d die Partikelzuführung 202 aufweisen, wie vorstehend beschrieben ist. Anschaulich kann die Gleichverteilungsstufe 400d eine homogenisierte Pulverbereitstellung und Zuführung in einen Prozessierraum 206 (auch als Beschichtungsraum 206 oder

Beschichtungszone 206 bezeichnet) einer fünften Prozessierstufe 400e (auch als

Beschichtungsstufe 400e bezeichnet) bereitstellen.

Die Gleichverteilungsstufe 400d kann optional eine vibrationsfähige und/oder rotationsfähige kreisrunde Membran 202m oder Scheibe 202m (z.B. Metall aufweisend oder daraus gebildet) aufweisen. Die Membran 202m (z.B. deren äußere kreisrunde Kontur) kann den Zuführungsspalt 202s (z.B. dessen innere Kontur) begrenzen. Die Gleichverteilungsstufe 400d kann anschaulich einen durch den Zuführungsspalt 202s hindurch dünn-fallenden Partikelvorhang bereitstellen.

In dem Beschichtungsraum 206 der Beschichtungsstufe 400e kann die Funktionalisierung der Partikel 106 erfolgen mittels der Beschichtungsmaterial-Quelle 208. Die Beschichtungsmaterial- Quelle 208 kann beispielsweise zur Elektronenstrahlverdampfung (EB -Verdampfung) eingerichtet sein oder Teil einer anderen Hochrate-Verdampfungsvorrichtung sein. Der

Beschichtungsraum 206 kann beispielsweise den Fallbereich 206a und/oder den

Dampfausbreitungsbereich 206b aufweisen.

Die Beschichtungsvorrichtung kann auch mittels einer PVD-Kammer (mit beispielsweise vertikal angeordneten Rohrmagnetrons) oder eine CVD-Kammer bereitgestellt sein. Die

Beschichtungsvorrichtung kann auch eine Schiffchenverdampfung durchführen. Bei der

Schiffchenverdampfung erfolgt nicht notwendigerweise ein Bestrahlen des

Beschichtungsmaterials mittels eines Elektronenstrahls.

Durch den Beschichtungsraum 206 hindurch können die Partikel 106 den Auffangbehälter 204 (auch als Kollektor bezeichnet) einer sechsten Prozessierstufe 400f hineinfallen. Mittels des Auffangbehälters 204 können die Partikel gesammelt und/oder konzentriert und optional aus diesem heraus bzw. in diesem ausgeschleust 204a werden.

Die Beschichtungsvorrichtung, welche die Beschichtungsmaterial-Quelle 208 aufweist, kann ferner eine Elektronenstrahlquelle 404 aufweisen, welche eingerichtet ist, einen Elektronenstrahl 23 zu erzeugen in Richtung zu der Beschichtungsmaterial-Quelle 208 hin. Die

Elektronenstrahl quelle 404 kann auch Teil einer Elektronenstrahlkanone 404 sein, welche ferner ein Ablenksystem 142a aufweist zum Ablenken des Elektronenstrahls 23 in Richtung zu der Beschichtungsmaterial-Quelle 208 hin. Das Ablenksystem 142a kann beispielsweise eine oder mehr als eine elektrische Spule oder einen oder mehr als einen Kondensator aufweisen. Die Elektronenstrahlquelle 404 kann eine Primärelektrode (z.B. eine Primärkathode, z.B. eine Glühkathode) und eine Strahlformeinheit (z.B. eine Primäranode) aufweisen. Im Allgemeinen kann eine oder mehr als eine Elektronenstrahlquelle verwendet werden, von denen

beispielsweise eine erste Elektronenstrahlquelle 404 das Beschichtungsmaterial 208m verdampft und eine zweite oder die erste Elektronenstrahlquelle 404 Elektronen zum Vereinzeln bereitstellt.

Die mehreren Prozessierstufen 400a bis 400f können anschaulich übereinandergestapelt angeordnet sein, so dass diese entlang eines Partikelpfads 111, 211, der den Führungspfad 111 und/oder den Freifallpfad 211 aufweist, hintereinander angeordnet sind. Mittels der Beschichtungsmaterial-Quelle 208 können die Verdampfung des

Beschichtungsmaterials 208m und die gekoppelte Funktionalisierung eines Stroms aus herabfallenden Partikeln 106 (auch als Partikelstrom bezeichnet) erfolgen. Die Partikel 106 können beispielsweise vor dem Beschichten vereinzelt werden, z.B. mittels der einen oder mehr als einen Vereinzelungsstufe 104a, 104b.

Das Verdampfen 109 des Beschichtungsmaterials (auch als Bilden von Materialdampf bezeichnet) kann mittels des Elektronenstrahls 23 erfolgen. Der Elektronen strahl 23 kann dazu auf das zu verdampfende Beschichtungsmaterial 208m gerichtet sein oder werden. Optional kann das Beschichtungsmaterial 208m aus einem Tiegel (auch als Verdampfungstiegel bezeichnet) heraus verdampft werden und/oder aus einem Strang bestehen. Beispielsweise kann das

Beschichtungsmaterial in dem Verdampfungstiegel angeordnet sein. Wird der Strang von unten nachgeführt, kann der Verdampfungstiegel rohrförmig eingerichtet sein und sich durch den Auffangbehälter 204 hindurch erstrecken oder von diesem umgeben sein.

Aufgrund dieser Bauform kann der Elektronenstrahl 23 in einen Kanal 406 (auch als

Strahlführungskanal 406 bezeichnet, z.B. eine Rohrleitung, vereinfacht auch als

Strahlführungsrohr 406 bezeichnet) hindurchgeführt werden, welche beispielsweise zum größten Teil durch den gesamten Aufbau führt und/oder zentral in dem Kammergehäuse 802k angeordnet ist.

Primär kann der Elektronenstrahl 23 auf das Beschichtungsmaterial der Beschichtungsmaterial- Quelle 208 gerichtet sein zur Verdampfung des Beschichtungsmaterials, welches im unteren Teil des Kammergehäuses 802k angeordnet ist. Optional kann der Elektronenstrahl 23 zur

Bereitstellung von freien Elektronen verwendet werden. Mittels der freien Elektronen kann die elektrische Vereinzelung erfolgen, d.h. es können aneinanderheftende (d.h. agglomerierte) Partikel elektrostatisch dispergiert werden. Mit anderen Worten kann mittels des

Elektronenstrahls 23 optional die oder jede elektrische Vereinzelungsstufe 104a elektrisch versorgt werden.

Elm ein ungewolltes dauerhaftes parasitäres Beschichten des Kammergehäuses 802k (z.B. dessen Kammerwand) und/oder anderer darin angeordneter Bauteile zu hemmen, kann ein oder mehr als ein Opferblech 408 (oder allgemeiner Abschirmung 408) innerhalb des Kammergehäuses 802k angeordnet sein. Zumindest eine Abschirmung 408 kann beispielsweise zwischen der

Kammerwand und dem Fallbereich 206a angeordnet sein oder werden. Beispielsweise kann die zumindest eine Abschirmung 408 kegelförmig sein und/oder in Form eines wechselbaren Einlegers (auch als Inlay bezeichnet) eingerichtet sein. In Analogie kann zumindest eine zusätzliche Abschirmung an anderen wichtigen Bauteilen angeordnet sein und/oder wechselbar sein. Anschaulich kann mittels des Einlegers 408 erreicht werden, dass das Innere des Kammergehäuses, gesehen als Außenmantel, frei vom angelagertem Beschichtungsmaterial beleibt, wohingegen der Einleger (z.B. ein Blechkegel) als Streudampfopfer fungiert und in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden kann. Optional kann eine Fluidkammer auf dem Kammergehäuse, z.B. dessen Kammerwand, und/oder zwischen der Kammerwand und dem Einleger 408 angeordnet sein. Die Fluidkammer kann beispielsweise an eine

Temperiervorrichtung (z.B. einen Kühl- und/oder ein Wärmekreislauf aufweisend)

angeschlossen sein oder werden. Optional kann die Beschichtungsanordnung 400 eine

Gaszuführungsvorrichtung 1716 aufweisen zum Zuführen eines Gases in das Kammergehäuse 802k hinein aufweisen. Optional kann der Einleger oder eine gesondert-berücksichtige

Ringelelektrode ein elektrisches Potential tragen, damit die intrinsisch (beispielsweise via Sekundärelektronenbeschuss) oder gesondert geladene Partikel in ihrer Trajektorie bewusst beeinflusst werden können. Beispielsweise können bei sehr hohen gerichteten

Beschichtungsraten via Atomstoßprozessen und kleinen Partikelmassen, die Partikel zum Schweben gebracht werden - bis hin, dass die leichteste Fraktion einer entsprechenden

Partikelverteilung (« 1 pm) nach oben bewegt werden.

Mittels der Gaszuführungsvorrichtung 1716 kann dem Vakuumkammergehäuse 802k ein Prozessgas zugeführt werden zum Bilden einer Prozessatmosphäre in dem

Vakuumkammergehäuse 802k. Das Prozessgas kann beispielsweise ein Präkursorgas, ein Reaktivgas und/oder ein Inertgas aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Inertgas kann beispielsweise Argon aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Reaktivgas kann beispielsweise Stickstoff oder Sauerstoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Präkursorgas kann beispielsweise Gasmoleküle aufweisen, die mehr als 4 Atome aufweisen. Beispielsweise kann die Gaszuführungsvorrichtung 1716 mit einer Gasquelle gekoppelt sein für einen chemisch physikalischen Reaktionsprozess.

Ferner kann das Vakuumkammergehäuse 802k mit einem Pumpensystem 804 (aufweisend zumindest eine Grobvakuumpumpe und optional zumindest eine Hochvakuumpumpe) gekoppelt sein. Das Pumpensystem 804 kann eingerichtet sein, dem Vakuumkammergehäuse 802k ein Gas (z.B. das Prozessgas) zu entziehen, so dass innerhalb des Vakuumkammergehäuses 802k ein Vakuum (d.h. ein Druck kleiner als 0,3 bar) und/oder ein Druck in einem Bereich von ungefähr 1 mbar bis ungefähr 10 ³ mbar (mit anderen Worten Feinvakuum) und/oder ein Druck in einem Bereich von ungefähr 10 ³ mbar bis ungefähr 10 ⁷ mbar (mit anderen Worten Hochvakuum) oder ein Druck von kleiner als Hochvakuum, z.B. kleiner als ungefähr 10 ⁷ mbar (mit anderen Worten Ultrahochvakuum) bereitgestellt sein oder werden kann. Der Prozessdruck kann sich aus einem Gleichgewicht an Prozessgas bilden, welches mittels der Gaszuführungsvorrichtung 1716 zugeführt und mittels des Pumpensystems 804 entzogen wird. Optional kann die Beschichtungsmaterial-Quelle 208 mehrere räumlich voneinander separierte Beschichtungsmaterialien aufweisen, von denen jedes Beschichtungsmaterial verdampft werden kann zum Beschichten der Partikel 106. Optional kann die Beschichtungsmaterial-Quelle 208 aktive gekühlt sein oder werden, z.B. mittels eines Kühlfluids, welches den oder jeden Tiegel 208t der Beschichtungsmaterial-Quelle 208 durchfließt.

Die laterale Ausdehnung der Beschichtungsmaterial-Quelle 208 kann dabei kleiner sein, als der Abstand einander gegenüberliegender Abschnitte des Zuführungsspaltes 202s (z.B. der

Durchmesser der Disseminationsmembran 202m). Dies ermöglicht, dass eine Kontamination der Beschichtungsmaterial-Quelle 208 durch den Partikelstrom gehemmt wird. Bei der Kollision des Elektronenstrahls 23 mit dem Beschichtungsmaterial (auch als Verdampfungsgut bezeichnet), kann es (z.B. aufgrund elastischer und unelastischer Stöße mit den Rumpfatomen bzw.

Elektronen des Beschichtungsmaterials) auch zur Emission von Sekundärelektronen aus dem Beschichtungsmaterial kommen.

Die Sekundärelektronen können beispielsweise die Partikel in dem Fallbereich 206a (auch als Partikelschleier oder Partikelvorhang bezeichnet) elektrisch aufladen. Dadurch kann ein

Elektronendruck (anschaulich auch als Wind bezeichnet) entstehen, der die Partikel von der Beschichtungsmaterial-Quelle 208 wegtreibt. Eine hohe Leistung des Elektronenstrahls 23 und die vergleichsweise schnelle Verdampfung des Beschichtungsmaterials (z.B. eines Metallstabes) bewirken eine zügige Nachführung des Material dampf s.

Wie vorstehend beschrieben kann die Nachfütterung des Beschichtungsmaterials 208m (z.B. eines Metallstabes) durch die Kammerwand hindurch in den Beschichtungsraum 206 hinein erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Beschichtungsmaterial-Quelle ein Magazin (z.B. innerhalb der Vakuumkammer) aufweisen, in welchem mehrere Stäbe aus dem

Beschichtungsmaterial aufgenommen werden und aus diesem nachgeführt werden können.

Wie vorstehend beschrieben kann die Gaszuführungsvorrichtung 1716 ein oder mehr als ein Gaseinlassventil (z.B. an den Kammerwänden des Kammergehäuses 802k angeordnet) aufweisen. Mittels des einen oder mehr als einen Gaseinlassventils kann ein Reaktivgas in den Beschichtungsraum 206 hinein zugeführt werden, z.B. für eine chemisch-physikalische

Reaktionen mit den Partikeln 106 und/oder dem Materialdampf 109. Die Menge an

Materialdampf 109 (z.B. Metalldampf) und/oder die Verdampfungsrate kann über die Leistung des eingekoppelten Elektronenstrahls 23 gesteuert und/oder geregelt werden (z.B. mittels der Steuervorrichtung). Dies ermöglicht es, die Dicke der Partikelbeschichtung (auch als

Beschichtungsstärke bezeichnet) zu kontrollieren. Nachdem die beschichteten Partikel den Beschichtungsraum 206 (auch als Funktionalisierungszone bezeichnet) durchquert haben, können diese der sechsten Prozessierstufe 400f zugeführt werden.

Der Auffangbehälter 204 (auch als Kollektor bezeichnet) kann die Funktion bereitstellen, die beschichteten Partikel 106 zu sammeln, zu konzentrieren und mittels eines

Ausschleusungsmechanismus 1710 kontinuierlich abzuführen. Der Boden des Auffangbehälters 204 kann eine Partikelauflage bereitstellen, welche schräg ist, d.h. anschaulich geneigt. Im Betrieb kann die Partikelauflage einen Winkel (auch als Neigungswinkel bezeichnet) mit der Horizontalen einschließen.

Optional kann der Auffangbehälter 204 vibrationsfähig eingerichtet sein, z.B. mittels einer Schwingungsquelle 1704 (vgl. Fig. 18). Beispielsweise kann der Auffangbehälter 204 eine Aufl ockerungsvorri chtung b ereitstell en .

Die Neigung und bestimmte Vibrationsfrequenzen können die Partikel in dem Auffangbehälter 204 fluidartig und schonend in einen vertieften Abschnitt des Auffangbehälters 204 führen, an dessen Stelle die Ausschleusung mittels des Ausschleusungsmechanismus 1710 erfolgen kann durch eine Ausgangsöffnung des Auffangbehälters 204 hindurch. Der

Ausschleusungsmechanismus 1710 kann beispielsweise eine Förderschnecke (dann auch als Schneckenförderer bezeichnet) aufweisen, die beispielsweise die Partikel verdichtet, und so dazu beiträgt, das bestehende Vakuum in dem Kammergehäuse 802k aufrechtzuerhalten.

Der Auffangbehälter 204 kann beispielsweise mittels einer Flanschverbindung mit dem

Kammergehäuse 802k verbunden sein, so dass dieser bei Bedarf zu einer Seite hin weggedreht werden kann. Dies erleichtert den Austausch der Abschirmung 408 (diese kann dann nach unten hin herausgenommen werden).

Fig.5 veranschaulicht eine Beschichtungsanordnung 500 gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht, z.B. deren erste Prozessierstufe 400a.

Im Allgemeinen können die Partikel mittels des Zuführmechanismus 402 aus einer Schüttung 511 (anschaulich ein Vorrat an Partikeln) heraus entnommen werden, und durch eine Öffnung hindurch in einen der Prozessierräume hinein gebracht, d.h. diesem zugeführt, werden. Dies kann beispielsweise durch eine Öffnung 102e, 202s hindurch erfolgen. Die Öffnung 102e, 202s kann die Eingangsöffnung 102e oder der Zuführungsspalt 202s sein. Mit anderen Worten können die Partikel beispielsweise der einen oder mehr als einen Vereinzelungsstufe 104a, 104b zugeführt werden oder der Beschichtungsstufe 400e. Die Öffnung 102e, 202s kann optional in Form eines Ringspalts bereitgestellt sein. Die Schüttung 511 kann in einem Vorratsbehälter 504 angeordnet sein oder werden.

Zur Erreichung einer kontinuierlichen Materialnachführung und dem Transfer von Partikeln aus einer atmosphärischen Umgebung 501 in ein Vakuum hinein, kann der Nachführmechanismus 402 Förderschnecke 502 aufweisen (dann auch als Schneckenförderer 402 bezeichnet). Die Partikel 106, welche von der Förderschnecke 502 bewegt werden, werden verdichtet und stellen dadurch und aufgrund der konstruktiven Bauform (Länge, Umfang usw.) der Förderschnecke 502 eine Gasseparation zu der atmosphärischen Umgebung 501 bereit, so dass nicht

notwendigerweise ein getaktetes Ein- und Ausschleusen benötigt wird. Mittels der

Förderschnecke 502 kann beispielsweise eine kontinuierliche Zuführung der Partikel 106 erfolgen.

Alternativ oder zusätzlich kann eine sogenannte Stapel-Befüllung erfolgen. Dazu kann ein unter Unterdrück stehender Vorratsbehälter 404 über einen Ein- und Ausschleusmechanismus stetig mit Material befüllt werden, wobei beispielsweise eine kürzere Förderschnecke 502 und/oder ein Laufband die Partikel aus dem Unterdruckbehälter 504 durch die Öffnung 102e, 202s hindurch transportiert.

Alternativ oder zusätzlich zu der Förderschnecke 502 kann der Zuführmechanismus 402 eine Dosierplatte (z.B. den Ringspalt aufweisend) aufweisen.

Alternativ oder zusätzlich kann das zu funktionalisierende Pulvermaterial auch in Form eines Vorrats- und Auffangbehälters im Vakuum befindlich sein - und bleiben.

Fig.6A veranschaulicht eine Partikelvereinzelungsvorrichtung 600 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht, z.B. mit Blick auf eine mechanische Vereinzelungsstufe 104b dieser. Fig.6B und Fig.6C veranschaulichen jeweils die Kinetik des mechanischen Vereinzeins jeweils in einem schematischen Diagramm 600b, 600c.

Die noch teilweise aggregierten Partikel 106 (anschaulich das agglomerathaltige Pulver) kann, z.B. mittels des Zuführmechanismus 402 zu einer mechanischen Beschleunigungsvorrichtung 602 gebracht werden. Die mechanische Beschleunigungsvorrichtung 602 kann eingerichtet sein, ein mechanisches Beschleunigen 103 der Partikel zu bewirken.

Die mechanische Beschleunigungsvorrichtung 602 kann dazu eine drehbar gelagerte

Partikelauflage 602 aufweisen, auf welche die Partikel gebracht werden (z.B. darauf

herabfallen). Die Partikelauflage 602 kann beispielsweise eine ebene Rotationsscheibe 602 oder einen unebenen Drehteller 602 aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Partikelauflage 602 kann alternativ oder zusätzlich zu der drehbaren Lagerung mit einer Schwingungsquelle gekoppelt sein, um die Partikelauflage 602 in Vibration zu versetzen. In dem Fall kann die Partikelauflage 602 nach oben ausgestülpt sein, z.B. konvex, oder konkav gekrümmt sein. Im Folgenden wird vereinfacht auf eine drehbar gelagerte Rotationsscheibe 602 Bezug genommen, wobei analoges auch für eine anders geformte Partikelauflage 602 gelten kann.

Mittels Drehens 601 der Rotationsscheibe 602 können die darauf aufliegenden Partikel mit der Drehung mitgenommen werden und somit eine die Rotationsachse der Rotationsscheibe 602 umkreisende Bewegung ausführen. Aufgrund der umkreisenden Bewegung kann auf die Partikel eine Fliehkraft wirken, welche die Partikel 106 von der Drehachse weg beschleunigt 103, so dass diese kinetische Energie aufnehmen. Die beschleunigten 103 Partikel 106 können gegen die Prallfläche 104p geschleudert werden. Die Prallfläche 104p kann beispielsweise eine Oberfläche des Kammergehäuses 802k sein, z.B. eine Kammerwand dessen, oder mittels einer an dem Kammergehäuse 802k befestigten Prallwand (z.B. eines Prallblechs) bereitgestellt werden.

Diagramm 600b stellt die Drehzahl 601 der Rotationsscheibe 602 (z.B. in 1/s) über der

Partikelgröße 603 dar die eine Vereinzelung bewirkt. Diese mechanische Einwirkung der zweiten Vereinzelungsstufe 104b, z.B. deren Rotationsscheibe 602, kann genügen, um größere Agglomerate effektiv aufzubrechen, wie in Diagramm 600b schematisch am Beispiel eines aus zwei Partikeln bestehenden Partikel clusters 106c (auch als Dicluster 106c bezeichnet) veranschaulicht ist dieselbe Haftkonstante ß bei verschiedenem Durchmesser d der

Rotationsscheibe 602.

Zum Aufbrechen des Diclusters 106c (z.B. aus zwei aneinanderhaftenden gleichgroßen sphärischen Partikeln bestehend) kann eine kinetische Energie benötigt werden, welche in eine Geschwindigkeit v übersetzt werden kann. Für diese kann folgende Relation gelten:

Hier ist n=2 die Anzahl, p die Massendichte und so der molekulare Abstand der Partikel 106 des Diclusters 106c. Für einen Partikel cluster mit mehr Partikeln kann n auch größer als 2 sein.

Diese Geschwindigkeit v lässt sich anschließend in eine Drehzahl 601 basierend auf der Bauform der Rotationsscheibe (z.B. des Scheibendurchmessers d) überführen. So ergibt sich

beispielsweise eine Umdrehungszahl von rund 2,5 s für einen Fall mit einer verhältnismäßig großen Haftkonstante von ß=0,5 kg/s ² , einem Scheibendurchmesser d von 20 cm und 100 nm großen Partikeln. Die im Diagramm 600b veranschaulichte Drehzahl 601 nimmt mit zunehmender Partikel große 603 ab und veranschaulicht den Fall, dass die gesamte kinetische Energie des Diclusters 106c zum Überwinden der Haftkraft HF aufgewendet wird (auch als Energieübertrag bezeichnet). Für eine kleinere Partikelgröße 603 kann eine höhere kinetische Energie bzw. eine höhere

Geschwindigkeit des Diclusters 106c zum Dispergieren erforderlich sein, da der Energieübertrag nicht die gesamte kinetische Energie verbraucht.

Demgegenüber können im Experiment schon geringere Geschwindigkeiten zum Vereinzeln größerer makroskopischer Agglomerate (> 1 mm) ausreichen. Dies muss aber nicht

notwendigerweise oder kann nur zum Teil für mikroskopische Agglomerate (< 100 pm) zutreffen.

Der im Diagramm 600b veranschaulichte Zusammenhang zwischen der Partikelgröße 603 und der benötigten Drehzahl 601 ist in Diagramm 600c verallgemeinert veranschaulicht,

beispielsweise für eine zweite Vereinzelungsstufe 104b, die nicht notwendigerweise eine Rotationsscheibe 602 aufweisen muss. Diagramm 600c stellt die Geschwindigkeit 605 des Diclusters 106c (z.B. in 1/s) über der Partikelgröße 603 dar, auf welchen dieser zum Vereinzeln beschleunigt 103 wird.

Neben dem in den Diagrammen 600b, 600c veranschaulichte Zusammenhang zwischen

Partikelgröße 603 und der benötigten kinetischen Energie können bei einem mikroskopischen Agglomerat 106c ferner schwer erfassbare mikrophysikalische Effekte auftreten, die den von der Theorie vorhergesagten Energieübertrag beeinflussen. Der tatsächliche Energieübertrag, d.h. Menge an Energie, die aus der Geschwindigkeit beim Aufprall eines Diclusters 106c auf die Prallfläche 104p in Energie zum Aufbrechen der Haftung übergeht, kann ferner vom

Aufprallwinkel abhängig sein.

Um möglichst verschiedene Aufprallwinkel und Wahrscheinlichkeiten zum Lösen der Haftung abzudecken, kann die Prallfläche 104p uneben sein. Beispielsweise kann die Prallfläche 104p eine Vielzahl von makroskopischen Kegeln, Pyramiden und/oder Halbkugeln oder anderen Ausstülpungen bzw. Vertiefungen aufweisen.

Je nach Material und Ausnutzungsgrad kann die Rotationsscheibe 602 verschiedene

Oberflächenprofile, Neigungswinkel und/oder spiralförmige Führungsrillen aufweisen, um die Partikel 106 mit hohem Energieübertrag gegen die Prallfläche 104p zu beschleunigen.

Optional kann ein oder mehr als ein mechanischer Zerkleinerungsprozess erfolgen,

beispielsweise mittels eines rotierenden Messerblocks auf der Rotationsscheibe 602 oder darüber, z.B. an der Eingangsöffnung 102e. Ausgangsseitig kann die mechanische Vereinzelungsstufe 104b eine optionale

Führungsvorrichtung 604 aufweisen, welche beispielsweise mehrere abgeschrägte und/oder schräg zueinander verlaufende Führungsflächen (z.B. Ablenkbleche) aufweist, zwischen denen ein Spalt 604s bereitgestellt ist. Der Spalt 604s kann beispielsweise in Form eines Ringspalts sein. Die Führungsflächen 604 können die Partikel 106 zu einem (z.B. rotationssymmetrischen) Partikelvorhang fokussieren und/oder allgemeiner zur nächsten Prozessierstufe führen. Optional kann die Führungsvorrichtung 604 eine zuschaltbare Schwingungsquelle aufweisen, die eine Vibration der Führungsflächen anregt (z.B. bis zur Ultraschallanregung), was die Fließfähigkeit des Pulvers verbessert. Die mechanische Vereinzelungsstufe 104b kann als

Vorvereinzelungsstufe wirken und bevorzugt größere Agglomerate im makroskopischen Bereich vereinzelt.

Fig.7 veranschaulicht eine Partikelvereinzelungsvorrichtung 700 gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht und einer Detailansicht 700a, auf mehrere Vereinzelungsstufen 104a, 104b dieser.

Die elektrische Vereinzelungsstufe 104a kann zumindest eine (d.h. eine oder mehr als eine) Elektrode 104e aufweisen, welcher ein erstes elektrisches Potential bereitgestellt ist. Der

Führungspfad 111 kann zu der zumindest einen Elektrode 104e hinführen, so dass die Partikel 106 in einen physischen Kontakt mit der Elektrode 104e gebracht werden. Die Partikel 106 können bei Kontakt mit der zumindest einen Elektrode 104e von dieser elektrische Ladungen aufnehmen, welche eine elektrische Vereinzelung lOlv der so elektrisch aufgeladenen Partikel 106 anregt.

Die mechanische Vereinzelungsstufe 104b kann eine elektrische Beschleunigungsvorrichtung 602 aufweisen, welche eingerichtet ist, ein elektrisches Feld 602e bereitzustellen. Das elektrische Feld 602e kann eine Kraft auf die elektrisch aufgeladenen Partikel 106 übertragen, welche die Partikel 106 zu der Beschleunigungsvorrichtung 602 hin beschleunig (anschaulich diese anzieht). Die Kraft kann proportional zu der von dem Partikel 106 aufgenommenen Ladung q und proportional zu der Feldstärke des elektrischen Felds 602e sein.

Die elektrische Beschleunigungsvorrichtung 602 kann beispielsweise eine der Elektrode 104e (z.B. Kathode) zugeordnete Gegenelektrode 602 (z.B. Anode) aufweisen, der ein zweites elektrisches Potential bereitgestellt ist. Das zweite elektrische Potential kann sich von dem ersten elektrischen Potential unterscheiden (und optional von dem Potential der Kammerwand 802k), so dass zwischen diesen das elektrische Feld 602e (bzw. eine elektrische Spannung)

bereitgestellt ist. Die Gegenelektrode kann die Prallfläche 104p aufweisen. Die Partikel 106 können bei Kontakt mit der Prallfläche 104p mechanisch vereinzelt werden und gleichzeitig ihre elektrische Ladungen zumindest teilweise an diese abgeben (anschaulich entladen werden). Die so entladenen Partikel 106 können von der Prallfläche 104p abprallen und/oder von dem elektrischen Feld 602e beschleunigt werden zu der Elektrode 104e hin, wo diese wieder aufgeladen werden, so dass der Prozess von neuem beginnt.

Zwischen der Elektrode 104e und der Gegenelektrode 602 (auch als Kanalwände 104e, 602 oder Kontaktelektroden 104e, 602 bezeichnet) kann ein Kanal 702 (auch als Führungskanal 702s bezeichnet) gebildet sein, durch welchen die Partikel 106 unter Einwirkung ihrer Gewichtskraft hindurchgeführt werden und dabei abwechselnd einen oder mehr als einen Kontakt mit der jeder Kanalwand der zwei Kanalwände 104e, 602 durchführt. Der Führungskanal 702s kann beispielsweise als Ringspalt ausgebildet sein. Durch den Führungskanal 702s hindurch kann der Führungspfad 111 erstreckt sein.

In dem gegenpoligen Führungskanal 702s kann somit eine mechanische und elektrische

Vereinzelung erfolgen. In ähnlicher Weise können die Partikel optional bei Kontakt mit der Elektrode 104e zerschlagen werden. Beispielsweise kann eine Kanalseite elektrisch positiv und die andere elektrisch negativ geladen sein oder werden, so dass die hindurchfallenden Partikel 106 jeweils zu beiden Kanalwänden 104p hin beschleunigt 103 und beim Aufprall an diesen zerschlagen werden. Je nach elektrischer Spannung und Partikelgrößenverteilung fluktuieren die Partikel stärker oder schwächer zwischen den Kanal wänden 104e, 104p hin und her und erfahren dadurch eine Vielzahl an Stößen, die eine Vereinzelung anregen.

Fig.8 veranschaulicht eine Partikelvereinzelungsvorrichtung 800 gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht, z.B. auf mehrere Prozessierstufen 400b, 400c dieser. Eine mechanische Vereinzelungsstufe 104b kann eine Rotationsscheibe 602 aufweisen bzw. eine mechanische Beschleunigung der Partikel 106 mittels der rotierenden Rotationsscheibe 602 bereitstellen. Eine elektrische Vereinzelungsstufe 104a kann eine

Elektrode 104e aufweisen, mittels welcher Elektronen in die Partikel 106 eingebracht werden. Eine zusätzliche mechanische Vereinzelungsstufe 114a kann eine Gegenelektrode 602 des Führungskanals 702s aufweisen, und mittels dieser ein elektrisches Feld bereitstellen, so dass eine Beschleunigung der Partikel 106 mittels des elektrischen Feldes erfolgt.

Fig.9A veranschaulicht eine Partikelvereinzelungsvorrichtung 900 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht, zumindest auf eine elektrische Vereinzelungsstufe 104a dieser. Wie voranstehend beschrieben, kann mittels einer elektrischen Vereinzelungsstufe 104a der Effekt der elektrostatischen, coulombschen Abstoßung zweier oder mehrerer geladener aneinanderhaftender Partikel 106 voneinander bereitgestellt werden. Die elektrische Vereinzelungsstufe 104a der Partikelvereinzelungsvorrichtung 900 kann in Elektronenemitter-Konfiguration (dann auch als Elektronenemitter-Vereinzelungsstufe 104a bezeichnet) bereitgestellt sein. Mittels der Elektronenemitter-Vereinzelungsstufe 104a können die Partikel, welche beispielsweise aus einer vorangestellten Prozessierstufe herausfallen, durch einen Vakuumbereich 911 (auch als Aufladungsbereich 911 bezeichnet) geführt werden, in dem sich freie Elektronen aufhalten.

Die freien Elektronen können emittiert werden aus einer um den Strahlführungskanal 406 gewickelten und/oder vollumfänglichen Elektronenquelle 902, z.B. einer Glühelektrode 902. Die Glühkathode 902 kann eingerichtet sein, thermisch-emittierte Elektronen bereitzustellen. Die Glühkathode 902 kann beispielsweise eine Heizvorrichtung aufweisen, welche eingerichtet ist, thermische Energie freizusetzen. Alternativ oder zusätzlich zu der Glühkathode 902 kann auch eine Feldemissionskathode verwendet werden. Das für die Glühkathode 902 Beschreiben kann in Analogie auch für die Feldemissionskathode gelten. Die Feldemissionskathode kann

beispielsweise ein oder mehr als ein Siliziumfeldemissionsarray aufweisen. Gegenüber der Glühkathode reduziert eine Feldemissionskathode die Wärmeentwicklung.

Die Glühelektrode 902 kann beispielsweise elektrisch vom Strahlführungskanal 406 isoliert sein, z.B. mittels einer dielektrischen Schicht, welche diese voneinander separiert. Eine der

Glühelektrode 902 zugeordnete (z.B. perforierte) erste Elektrode 904 beschleunigt

(beispielsweise über eine Extraktionselektrode) die von der Glühelektrode 902 emittierten Elektronen nach außen (z.B. rotationssymmetrisch und/oder in radiale Richtung), z.B. in

Richtung zu dem Aufladungsbereich 911 hin, durch den der Führungspfad 111 erstreckt ist bzw. die (z.B. vertikal) fallenden Partikel 106 angeordnet sind.

Die erste Elektrode 904 (z.B. eine Beschleunigungselektrode 904) kann z.B. ein metallisches Extraktionsgitter 904 aufweisen oder daraus gebildet sein.

Eine der Glühelektrode 902 zugeordnete (z.B. perforierte) zweite Elektrode 906 (anschaulich eine Begrenzungselektrode), die beispielsweise an der Kammerwand 802k angeordnet ist, beschleunigt und begrenzt die freien Elektronen auf den Aufladungsbereich 911, durch welchen hindurch der Führungspfad 111 erstreckt ist. Die erste Elektrode 904 und die zweite Elektrode 906 können sich beispielsweise in ihrem elektrischen Potential voneinander unterscheiden.

Damit werden die Elektronen anschaulich durch den Pulvervorhang hindurch geleitet. Die beschleunigten Elektronen kollidieren mit den Partikeln 106, dringen in diese ein und induzieren somit eine elektrische Aufladung in die Partikel 106. Ist eine hinreichend große elektrische Aufladung erreicht, stoßen sich gleichgeladene und aneinanderhaftende Partikel 106 auf Grund der Coulombschen Abstoßung voneinander ab. Fig.9B veranschaulicht die Kinetik des elektrischen Vereinzeins in einem schematischen Diagramm 900b exemplarisch anhand der Glühelektrode 902. Der hierzu beschriebene

Zusammenhang kann in Analogie auch für ein elektrisches Vereinzeln gelten, das auf anderem Weg Elektronen in die Partikel 106 einbringt.

Im Diagramm 900b ist die elektrische Spannung 901 der Glühelektrode 902 (bezogen auf die Begrenzungselektrode 906 oder ein Referenzpotential) über der Partikelgröße 603 der Partikel 106 aufgetragen, welches ein elektrisches Vereinzeln bewirkt. Wie zu sehen ist, kann bereits ein Potentialunterschied 901 von 30 V ausreichen, um zwei 1 pm große Partikel 106 elektrostatisch voneinander zu trennen. Wegen großer Einflüsse von Luftfeuchtigkeit und Oberflächentopologie ist die Haftkraft FH zwischen zwei oder mehreren Partikeln 106 nicht immer exakt

vorherzusagen. Der Betrachtung der Haftkraft FH kann allerdings die Proportionalität der Haftkraft FH ZU der Partikelgröße 603 der Partikel 106 (z.B. deren Radius r) und deren Abnahme mit s ² zugrunde gelegt werden. Die Abnahme mit s ² reflektiert, dass die Haftkraft FH bzw. die Haftkonstante ß sehr schnell abnimmt, wenn man den Abstand s zwischen den Partikeln 106 (bzw. zwischen deren Oberflächen) vergrößert, wie oben beschrieben ist.

Im Diagramm 900b ist der Zusammenhang für verschieden große Haftkonstanten (ß = 0,00015 kg/s ² ; ß = 0,0087 kg/s ² und ß = 0,5 kg/s ² ) dargestellt. Darauf basierend ergeben sich die

Ladungen und Spannung, die ein elektrisches Vereinzeln der aneinanderhaftenden Partikel 106 bewirkten, d.h. dass die Partikel 106 einer bestimmten Partikel große 603 voneinander gelöst werden. Derselbe Zusammenhang ist in Fig.lOA und Fig.lOB verallgemeinert veranschaulicht. Fig.lOA und Fig.lOB veranschaulichen jeweils die Kinetik des elektrischen Vereinzeins in einem schematischen Diagramm 1000a, 1000b. Im Diagramm 1000a ist die pro Partikel 106 eines Partikel clusters eingebrachte elektrische Ladung 1001 (auch als Aufladung bezeichnet, in Coulomb) über der Partikelgröße 603 des Partikels 106 aufgetragen. Im Diagramm 1000b ist das elektrische Feld 1003 (in Volt/Meter) zwischen der Glühelektrode 902 und der

Begrenzungselektrode 906 über der Partikelgröße 603 der Partikel aufgetragen.

Weist der Partikel ströme einen Durchsatz 171 von 35 g/s (Masse m der Partikel 106 pro

Zeitintervall, in Gramm pro Sekunde) auf, durchlaufen ungefähr 1000 Partikel (z.B. einen Durchmesser von ungefähr 1 pm aufweisend) pro Sekunde den Aufladungsbereich 911 an der Glühelektrode 902. Die Glühelektrode 902 kann derart elektrisch versorgt werden, dass diese genügend freie Elektronen erzeugt, um jedes Partikel 106 zu beladen, beispielsweise mit bis zu 30 V (oder auch mehr). Die Stromstärke I, mit der die Glühelektrode 902 versorgt wird zum Vereinzeln eines

Partikel Stromes mit der Masse m (dessen zeitliche Ableitung m ist), kann folgender Relation genügen: j _ 3mq(r)

4pt ³ r

Hier bezeichnet P die Massendichte der Partikel 106 und q die Aufladung pro Partikel (z.B. in Coulomb). In dem Beispiel ergibt sich eine Stromstärke I von bis zu 0,03 A (Ampere) für einen Massenstrom von 35 g/s, einer Dichte P von 2,4 g/cm ³ und einem elektrischen Potential von 30 V. Die Stromstärke I repräsentiert in Abhängigkeit des Materials der Glühelektrode 902 (auch als Elektrodenmaterial bezeichnet) eine Temperatur der Glühelektrode 902 (z.B. einem

Glühdraht, wie beispielsweise einer Glühwendel), die genügend freie thermisch emittierte Elektronen erzeugt, was durch folgende Relation beschrieben ist.

Die Richardsonkonstante Ao kann beispielsweise 600.000 A/m ² K ² (Ampere pro Meter zum Quadrat und Kelvin zum Quadrat) für Wolfram oder beispielsweise 100 A/m ² K ² für Barium- Strontiumoxid (BaO-SrO) sein. Die Boltzmannkonstante k ist 8,617-10 ⁵ eV/K (Elektronenvolt pro Kelvin). In folgender Tabelle ist eine Übersicht verschiedener Elektrodenmaterialien in verschiedenen exemplarische Konfigurationen 1 bis 4 gelistet.

Hier ist D der Durchmesser der Glühkathode, H die Höhe der Glühelektrode 902 (vereinfacht auch als Glühkathode 902 bezeichnet) und S der Drahtdurchmesser.

Für die verschiedenen Konfigurationen sind in folgender Tabelle mehrere Parameter dargestellt, wie die Stromstärke I (in Milliampere), mit der die Glühkathode 902 versorgt wird, die

Temperatur T (in Kelvin) der Glühkathode 902, die Leistung P (in Watt), mit der die

Glühkathode 902 versorgt wird, die empfohlene Temperatur TA der Glühkathode 902 (auch als Arbeitstemperatur bezeichnet, in Kelvin), und die zu erwartende Lebensdauer tL (in Stunden) der Glühkathode 902.

Anhand der Tabellen lässt sich erkennen, dass eine Stromstärke von 30 mA (Milliampere) nicht notwendigerweise ausreicht, um die empfohlene Arbeitstemperatur TA der Glühkathode 902 zu erreichen. Um diese zu erreichen, kann der Glühkathode 902 eine größere Stromstärke I als 30 mA zugeführt werden, bis deren Arbeitstemperatur TA erreicht wird. Einen Wolframdraht kann bei bis zu 2600 Kelvin betrieben werden, was zu einer Stromstärke I von bis zu 8,3 Ampere korrespondieren kann. Bei einem Barium-Strontiumoxid-Drahtring kann die Arbeitstemperatur zu einer Stromstärke I von ungefähr 3 Ampere korrespondieren. Die zu der Arbeitstemperatur TA korrespondieren Stromstärke I kann somit ausreichend freie Elektronen liefern, um einen Partikelstrom von 35 g/s elektrostatisch zu vereinzeln (d.h. zu dispergieren).

Fig.ll veranschaulicht eine Partikelvereinzelungsvorrichtung 1100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht (z.B. mit Blickrichtung entlang des Führungspfades 111 und/oder entlang der Vertikalen 155), auf eine Elektronenemitter- Vereinzelungsstufe 104a dieser.

Die Partikelvereinzelungsvorrichtung 1100 kann aufweisen: einen Strahlführungskanal 406, durch welchen hindurch ein Elektronenstrahl 23 geführt werden kann, und die

Elektronenemitter-Vereinzelungsstufe 104a. Die Elektronenemitter-Vereinzelungsstufe 104a kann aufweisen: eine Haltevorrichtung 1102 zum Halten der elektronenemittierenden

Glühelektrode 902 (auch als Glühkathode 902 bezeichnet), die Beschleunigungselektrode 904 (auch als Beschleunigungsanode 904 bezeichnet) und die Begrenzungselektrode 906. Zwischen der Begrenzungselektrode 906 und der Beschleunigungselektrode 904 kann der

Aufladungsbereich 911 angeordnet sein, z.B. die Beschleunigungselektrode 904 umgebend.

Die Glühelektrode 902 kann beispielsweise einen Glühdraht aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Aufladungsbereich 911 kann beispielsweise in Form eines Ringspalts bereitgestellt sein oder werden. Die Beschleunigungselektrode 904 kann beispielsweise ein Gitter oder Ähnliches aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Glühelektrode 902 kann beispielsweise mit einer Stromversorgung (nicht dargestellt) gekoppelt sein, z.B. mittels eines Stromkabels.

Fig.12 veranschaulicht eine Partikelvereinzelungsvorrichtung 1200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht, z.B. auf eine Elektronenemitter- Vereinzelungsstufe 104a dieser. Die Elektronenemitter-Vereinzelungsstufe 104a kann zum Emittieren freier Elektronen in Form von Sekundärelektronen eingerichtet sein (auch als freie Sekundärelektronen bezeichnet). Beispielsweise können für die elektrostatische Dispersion freie Sekundärelektronen genutzt werden, welche erzeugt werden mittels einer direkten Einkopplung des Elektronenstrahls 23 in die Elektronenquelle 902, beispielsweise einer Sekundärelektronen- Emitter-Elektrode 902 (auch als elektronenstrahlversorgte Sekundärelektrode 902 oder kurz Sekundärelektrode 902 bezeichnet).

Die Emission von Sekundärelektronen (auch als Sekundäremission bezeichnet) kann verstanden werden als Aussendung von Elektronen aus der Oberfläche eines Festkörpers, die durch auftreffende„primäre“ Elektronen (auch als Primärelektronen bezeichnet) hervorgerufen wird. Die Primärelektronen können mittels des Elektronenstrahls 23 bereitgestellt sein oder werden, welcher auf die Sekundärelektrode 902 gerichtet wird. Es kann alternativ oder zusätzlich zu den Primärelektronen auch eine andere Strahlung verwendet werden, z.B. Röntgen- oder

Gammastrahlung.

Die mittels des Elektronenstrahls 23 erzeugten Sekundärelektronen können in den

Aufladungsbereich 911 (d.h. in den Partikelfluss) hinein emittiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Sekundärelektrode 902 derart (z.B. abgeschrägt, konkav, konvex und/oder konisch) eingerichtet sein, dass der Elektronenstrahl 23 mittels der Sekundärelektrode 902 in Richtung des Aufladungsbereichs 911 reflektiert wird. Damit kann ein Teil der Leistung des Elektronenstrahls 23 zur elektrischen Vereinzelung verwendet werden.

Die Sekundärelektrode 902 kann beispielsweise einen Metallring aufweisen oder daraus gebildet sein, auf welchen der Elektronenstrahl 23 gerichtet wird. Die Ladung der von den in den

Aufladungsbereich 911 hinein emittierten Elektronen kann ausreichend sein, um einen

Partikelstrom von 35 g/s mit bis zu 30 Volt aufzuladen, so dass eine elektrostatische Dispersion erfolgen kann.

Fig.13 veranschaulicht eine Partikelvereinzelungsvorrichtung 1300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht, z.B. auf eine Elektronenemitter- Vereinzelungsstufe 104a dieser. Die Elektronenemitter-Vereinzelungsstufe 104a kann aufweisen: die Sekundärelektrode 902, den optionalen Strahlführungskanal 406, und die

Elektronenstrahlquelle 404. Die Elektronenemitter-Vereinzelungsstufe 104a kann eingerichtet sein, freie Elektronen 1202 in den Aufladungsbereich 911 hinein zu emittieren. Die freien Elektronen 1202 können von der Sekundärelektrode 902 reflektierte Elektronen des

Elektronenstrahls 23 und/oder von der Sekundärelektrode 902 emittierte Sekundärelektronen aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Metallring 902 der Elektronenemitter- Vereinzelungsstufe 104a kann beispielsweise eine abgeschrägte ringförmige Metallronde aufweisen. Optional kann der Strahlführungskanal 406 zweie dielektrische Segmente 1302 aufweisen, zwischen denen die Sekundärelektrode 902 angeordnet ist.

Beispielsweise kann der Elektronenstrahl 23 gemäß einem Zyklus angesteuert werden, wobei der Zyklus mehrere Phasen (z.B. jeweils von wenigen Millisekunden Dauer) aufweist, von denen in einer erster Phase der Elektronenstrahl 23 auf die Sekundärelektrode 902 gerichtet wird, und von denen in einer zweiten Phase der Elektronenstrahl 23 auf die Beschichtungsmaterial-Quelle 208 gerichtet wird (z.B. durch eine Durchgangsöffnung der Sekundärelektrode 902 hindurch oder an dieser vorbei).

Fig.14 veranschaulicht eine Partikelvereinzelungsvorrichtung 1400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht, z.B. auf mehrere Vereinzelungsstufen 104a, 114a dieser. Mittels der Beschichtungsanordnung 1400 können beispielsweise besonders gut Partikel 106 prozessiert werden, die alle eine ähnliche Partikel große (z.B. nicht

notwendigerweise einer Größenverteilung aufweisend) aufweisen.

Mittels der elektrischen Vereinzelungsstufe 104a kann die elektrostatische Vereinzelung mittels Sekundärelektronen erfolgen, die aus einem Metallring 902 emittiert werden, indem dieser mit dem Elektronenstrahl 23 beschossen wird. Alternativ oder zusätzlich kann mittels einer zusätzlichen elektrischen Vereinzelungsstufe 114a eine elektrostatische Vereinzelung mittels thermisch emittierter Elektronen aus einer Glühelektrode 902 erfolgen.

Ferner kann mittels der Beschichtungsanordnung 1400 eine elektrostatische Selektion der Partikel 106 erfolgen. Dazu kann die Beschichtungsanordnung 1400 eine Selektionskammer 1401 aufweisen. Die noch agglomerierten Partikel 106 werden beispielsweise mittels einer Dosiereinheit des Nachführmechanismus 402 in die Selektionskammer 1401 geleitet. Der Boden der Selektionskammer 1401 kann eine vibrationsfähige und/oder elektrisch leitfähige

Partikelauflage 602 (z.B. eine Membran 202m aufweisend) aufweisen, welche beispielsweise in einen starren und/oder elektrisch isolierten oder elektrisch leitenden und/oder elektrisch isolierten oder elektrisch leitenden Rahmen eingefasst ist. Die elektrostatische Emission kann es beispielsweise ermöglichen, dem nachfolgenden Prozessierraum hauptsächlich (oder nur) dispergierte, sprich vollständig vereinzelte, Partikel 106 zuzuführen, wie im Folgenden genauer beschrieben wird.

Fig.15 veranschaulicht eine Partikelvereinzelungsvorrichtung 1500 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht, z.B. auf mehrere Vereinzelungsstufen 104a, 114a dieser.

Die Partikelauflage 602 kann beispielsweise einen Boden der Selektionskammer 1401 bereitstellen. Die Selektionskammer 1401 kann beispielsweise einen schwingungsfähigen und/oder elektrisch leitfähigen Kammerboden 602 (auch als Emissionsboden 602 bezeichnet) aufweisen. Der Kammerboden 602 kann beispielsweise eine Membran 202m und/oder eine Platte 602b (z.B. Scheibe, z.B. Vibrationsscheibe) aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Selektionskammer 1401 können die zu vereinzelnden Partikel 106 zugeführt werden, z.B. mittels des Nachführmechanismus 402.

Die Selektionskammer 1401, z.B. deren Emissionsboden 602 und/oder Kammeroberteil 1402, kann mittels eines oder mehr als eines dielektrischen (anschaulich elektrisch isolierte)

Verbindungsstücks 1504 gelagert sein. Jedes Verbindungsstück 1504 kann beispielsweise eine Keramik aufweisen oder daraus gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können der

Emissionsboden 602 und das Kammeroberteil 1402 mittels des einen oder mehr als einen Verbindungsstücks 1504 miteinander gekoppelt sein. Beispielsweise kann zumindest ein Verbindungsstück 1504 eine Kammerseitenwand der Selektionskammer 1401 bereitstellen, welche sich von dem Emissionsboden 602 zu dem Kammeroberteil 1402 erstreckt.

Beispielsweise kann die mindestens eine Kammerseitenwand eine oder mehr als eine seitliche Auslassöffnung 1501 aufweisen. Die Auslassöffnung 1501 kann beispielsweise in Form eines Ringspalts bereitgestellt sein oder werden. Die Membran 202m kann eine Elektrode und das Kammeroberteil 1402 eine dieser zugeordnete Gegenelektrode der zusätzlichen elektrischen Vereinzelungsstufe 114a bereitstellen. Der Membran 202m kann dazu ein elektrisches Potential bereitgestellt sein oder werden (dann auch als Kontaktelektrode 202m bezeichnet), das, wie vorstehend beschrieben, abhängig von der Partikelgröße 603 und/oder der Haftungskonstante ß eingerichtet sein kann. Mittels des elektrischen Potentials der Membran 202m kann eine elektrische Ladung in die Partikel 106 eingebracht werden.

Das Kammeroberteil 1402 kann für den Selektionseffekt beispielsweise elektrisch geerdet sein (oder allgemeiner das Referenzpotential aufweisen) und anschaulich das Gegenpotential zur elektrisch geladenen Membran 202m bereitstellen. Die Potenzialdifferenz (d.h. elektrische Spannung) zwischen der Membran 202m und dem dazu räumlich und/oder elektrisch separierten Kammeroberteil 1402 kann zwischen diesen ein elektrisches Feld im Kammerinneren bereitstellen. Das elektrische Feld im Kammerinneren kann eine Kraft auf die elektrisch aufgeladenen Partikel 106 übertragen, so dass sich diese entlang der Feldlinien des elektrischen Felds zu dem Kammeroberteil 1402 hin bewegen (z.B. analog zu den gegenpoligen

Kanalwänden 104e, 104p).

Für ideal sphärische Partikel 106 kann folgende Relation den Zusammenhang zwischen der Kinetik und der Partikelgröße in Abhängigkeit der Haftung beschreiben:

4

ßr + 5J ir ³ pg

E

kr 2

Hierbei hat der Effekt der Haftung der Partikel 106 untereinander und zu dem Kammerboden 602 einen Einfluss auf die Kinetik der aufgeladenen Partikel 106. Überschreitet die Partikelgröße einen Schwellenwert, kann die Feldstärke nicht mehr mit der Partikel große kohärent abnehmen, sondern oberhalb des Schwellenwerts abhängig von der Haftungskonstante ansteigen.

Dieser Zusammenhang ist in Fig.16 veranschaulicht.

Fig.16 veranschaulicht die Kinetik des elektrischen Vereinzeins in einem schematischen

Diagramm 1600. Im Diagramm 1600 ist das elektrische Feld 1003 (in Volt/Meter) im

Kammerinneren über der Partikelgröße 603 der Partikel aufgetragen für verschiedene verschiedenen Haftungskonstanten. Optional kann mittels der Vibrationsscheibe 602b oder allgemeiner einer Schwingungsquelle eine Schwingung in die Selektionskammer 1401, z.B. deren Kammerboden 602, eingekoppelt werden. Beispielsweise kann die Platte 602b die Schwingungsquelle mit der Membran 202m koppeln oder die Schwingungsquelle aufweisen (z.B. eine Spule). Beispielsweise kann die Schwingungsquelle eingerichtet sein, die Membran 202m zur Vibration anzuregen.

Abhängig von der Frequenz der Schwingung (auch als Schwingungsfrequenz bezeichnet) kann die Schwingung in der Lage sein, die Partikel 106 auf dem Kammerboden 602 (z.B. der

Membran 202m) in einem fluidartigen Schwebezustand zu versetzen und dadurch der Einfluss der Haftung zu dem Kammerboden 602 zu reduzieren. Dies ermöglicht es, eine geringere Feldstärke zu verwenden.

Beispielsweise kann der fluidartige Schwebezustand von Partikeln (z.B. mit einer Partikelgröße zwischen 10 pm und 100 gm) einsetzen bei einem elektrischen Feld E von ungefähr 2-10 ⁵ V/m für eine Haftkonstante von ungefähr ß = 0,00015 kg/s ² . Das elektrische Feld E kann

beispielsweise mittels einer elektrisch Spannung von ungefähr 20 Kilovolt (kV) bei einem Abstand der Partikelauflage 602 von dem Kammeroberteil 1402 (oder allgemeiner Elektrode 202m von Gegenelektrode 1402) von 10 cm (auch als Elektrodenabstand bezeichnet) bereitgestellt sein oder werden. Es können aber auch andere Kombinationen von

Elektrodenabstand und elektrischer Spannung verwendet werden.

Beispielsweise kann ein Elektrodenabstand von 10 cm oder mehr bewirken, dass hauptsächlich kleinere Partikel ausreichend derart beschleunigt werden, dass diese den exemplarischen Elektrodenabstand von 10 cm überwinden. Die Bewegung größerer Partikel oder Partikel cluster kann von ihrer Gewichtskraft dominiert werden, woraufhin diese anschaulich nach dem Abheben wieder herabfallen. Dies ermöglicht es anschaulich, die Partikelgröße der aus den seitlichen Öffnungen 1501 der Selektionskammer 1401 heraus gebrachten Partikel 106 zu steuern (z.B. mittels der Spannung).

Optional können zusätzlich freie Elektronen 1202 in das Kammerinnere emittiert (anschaulich ein Elektronenwind bereitgestellt) werden, z.B. mittels Elektronenstrahlbeschusses eines Metallrings 902 und/oder thermisch emittierter Elektronen aus einer Glühelektrode 902.

Die freien Elektronen 1202 können die Partikel 106 im Kammerinneren elektrisch aufladen, z.B. über das Emissionspotential hinaus bis zum Erreichen der Coulombschen Abstoßung.

Agglomerierte Partikel 106 werden somit effektiv vereinzelt, so dass auch diese nun den exemplarischen Elektrodenabstand (z.B. von 10 cm) überwinden können. Die nach und nach bereitgestellte Zusammensetzung der Partikel im Kammerinneren (anschaulich ein Pulvernebel) kann durch die seitlichen Öffnungen 1501 der Selektionskammer 1401 hindurch von der Begrenzungselektrode 906 der elektrischen Vereinzelungsstufe 104a (z.B. an der Kammerwand 802k) angezogen werden (auch als elektrostatische Anziehung bezeichnet). Die von der

Selektionskammer 1401 abgegebenen Partikel treffen auf eine Prallfläche 104p der Begrenzungselektrode 906, an welche diese ihre elektrische Ladung abgeben und im Folgenden herabfallen und in den nächsten Prozessraum geführt werden können.

Optional kann sich in dem Kammerinneren, beispielsweise alternativ oder zusätzlich zu elektrischen Vereinzelungsstufe 104a und/oder der zusätzlichen elektrischen Vereinzelungsstufe 114a, eine Plasmaquelle angeordnet sein. Die Plasmaquelle kann beispielsweise an der

Sekundärelektrode 902 (z.B. Glühelektrode 902) angeordnet sein. Die herabfallenden Partikel 106 können dabei mittels eines im Kammerinneren gebildeten Plasmas (z.B. alternativ oder zusätzlich zu den freien Elektronen) Stöße mit Elektronen und/oder Ionen des Plasmas erfahren. Dieser Effekt unterstützt die Dispersion von Agglomeraten bei gleichzeitiger

Oberflächenbehandlung zur Reduzierung von möglichen Oxiden, Karbiden, Nitriden und zur Verbesserung der Haftfestigkeit sowie der elektrischen Eigenschaften in Wechselwirkung mit der darauf abzuscheidenden Funktionsschicht.

Fig.17 veranschaulicht eine Beschichtungsanordnung 1700 gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht. Die

Beschichtungsanordnung 1700 kann die Rotationsscheibe 602 und eine Glühelektrode 902 aufweisen.

Die Beschichtungsanordnung 1700 kann eine Schwingungsquelle 1704 (z.B. Vibrationsscheibe) aufweisen, die mit dem Auffangbehälter 204 gekoppelt ist und optional ein elektrisches Potential trägt, welches die Partikel auflädt, und damit im Verlauf ihrer Trajektorie beeinflusst werden können. Die Beschichtungsanordnung 1700 kann ferner eine Haltevorrichtung 1702 zum Halten (z.B. Verschraubungspunkt) der Abschirmung 408 aufweisen, welche formschlüssig in die Abschirmung 408 eingebracht werden kann.

Die Beschichtungsanordnung 1700 kann ferner einen mit dem Auffangbehälter 204 gekoppelten Ausschleusungskanal 1710 aufweisen zum Ausschleusen 204a der Partikel 106 nach dem Beschichten dieser.

Fig.18 veranschaulicht eine Beschichtungsanordnung 1800 gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht. Die

Beschichtungsanordnung 1800 kann die Selektionskammer 1401 aufweisen, in welcher die elektronenstrahlversorgte Sekundärelektrode 902 und eine horizontal erstreckte Kontaktelektrode 202m aufweisen. Neben der Selektionskammer 1401 kann eine elektrisch geladene Prallfläche 104p angeordnet sein.

Fig.19 veranschaulicht eine Beschichtungsanordnung 1900 gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht. Die Beschichtungsanordnung 1900 kann die Rotationsscheibe 602 und eine elektronenstrahlversorgte Sekundärelektrode 902 aufweisen.

Fig.20 veranschaulicht eine Beschichtungsanordnung 2000 gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht. Die

Beschichtungsanordnung 2000 kann exemplarisch die Rotationsscheibe 602 und eine

Glühelektrode 902 aufweisen, kann aber auch eingerichtet sein eine der voranstehenden

Beschichtungsanordnungen.

Bei der Beschichtungsanordnung 2000 kann eine seitliche Einkopplung des Elektronenstrahls 23 in die Vakuumkammer 802 vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Strahlführungskanal 406 am oberen Drittel des Beschichtungsraums 206 angeordnet sein. Bei der seitlichen Einkopplung des Elektronenstrahls 23 kann eine zentrische Führung des Elektronenstrahls 23 in der

Vakuumkammer 802 nicht notwendig sein. Dies vereinfacht die oberen Komponenten der Beschichtungsanordnung 2000, z.B. die Baugruppen zur Dispersion und/oder zur Dissemination.

Bei der seitlichen Einkopplung des Elektronenstrahls 23 kann dieser durch den Fallbereich 206a hindurch geführt sein oder werden und dadurch mit den vertikal fallenden Partikeln 106 in Kontakt kommen. Bei Kontakt der Partikel 106 mit dem Elektronenstrahl 23 können diese stark erhitzt werden, so dass es zu einer Verdampfung von Material aus den Partikeln 106 kommen kann, wodurch sich partiell Material verflüchtigt und eine Kontamination der Anlage, bzw. der Partikelbeschichtung erfolgen kann. Dies kann erwünscht sein aber auch kompensiert werden, indem der Zuführungsspalt 202s lokal über dem Strahlführungskanal 406 unterbrochen ist, so dass eine schmale Abschattung in dem Partikelvorhang 106 bereitgestellt wird. Dies verringert das Risiko einer Partikel-Elektronen-Kollision.

Fig.21A veranschaulicht eine Beschichtungsanordnung 2100 gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht, z.B. auf eine Gleichverteilungsstufe 400d dieser. Fig. 21B veranschaulicht die Kinetik der gleichverteilten Zuführung in einem schematischen Diagramm 2100b.

Die Gleichverteilungsstufe 400d kann eine Partikelauflage 1602 aufweisen, die beispielsweise eine Membran 202m aufweist. Die Partikelauflage 1602 kann den Zuführungsspalt 202s begrenzen bzw. kann der Zuführungsspalt 202s die Partikelauflage 1602 umgeben. Der

Zuführungsspalt 202s kann beispielsweise zwischen der Partikelauflage 1602 und einem die Partikelauflage 1602 umgebenden Wandelement 2104 gebildet sein. Das Wandelement 2104 kann beispielsweise Teil des Kammergehäuses 802k sein. Beispielsweise kann die Partikelauflage 1602 eine kreisrunde Außenkante aufweisen, welche den Zuführungsspalt 202s begrenzt, d.h. rotationssymmetrisch sein. Die Außenkante der

Partikelauflage 1602 kann auch eine andere Symmetrie aufweisen.

Die Partikelauflage 1602 kann eingerichtet sein, in die darauf aufliegenden Partikeln 106 eine Kraft (auch als Abtriebskraft bezeichnet) einzukoppeln, welche zu dem Zuführungsspalt 202s gerichtet ist.

Die Abtriebskraft kann dieselbe Symmetrie aufweisen, wie die Außenkante der Partikelauflage 1602. Die Abtriebskraft kann beispielsweise im Wesentlichen radialsymmetrisch eingerichtet sein, wobei das Symmetriezentrum beispielsweise im Inneren (z.B. im Mittelpunkt der kreisrunden Außenkante) der Partikelauflage 1602 angeordnet sein kann.

Je weniger die Symmetrie der Abtriebskraft und der Außenkante der Partikelauflage 1602 voneinander abweichen, umso gleichverteilter kann die Zuführung der Partikel durch den Zuführungsspalt 202s sein.

Die Abtriebskraft kann auf verschiedene Arten bereitgestellt sein oder werden, wie im Folgenden exemplarisch beschrieben wird.

Zur Bereitstellung der Abtriebskraft kann die Partikelauflage 1602 beispielsweise eine konvexe (z.B. konisch oder zumindest spitz zulaufende) obere Oberfläche aufweisen, d.h. zum Rand hin abfallen. Es kann auch eine konkave ober Oberfläche verwendet werden. Beispielsweise können sich bei bestimmten wellenartigen Oszillationen einer Membran oder Scheibe Partikel auch bergauf bewegen. Dies kann Dosierungsvorteile bringen. Im Betrieb kann die Partikelauflage 1602 einen Winkel (auch als Neigungswinkel bezeichnet) mit der Horizontalen 153, 151 einschließen. Diese kann den Partikeln 106 eine Hangabtriebskraft bereitstellen, welcher Teil der Abtriebskraft sein kann.

Zur Bereitstellung der Abtriebskraft kann die Partikelauflage 1602 beispielsweise in einer Drehbewegung versetzt werden, so dass auf die Partikel um das Symmetriezentrum kreisen. Dies kann den Partikeln 106 eine Fliehkraft einkoppeln, welche Teil der Abtriebskraft sein kann.

Optional kann die Gleichverteilungsstufe 400d eine Schwingungsquelle 202v aufweisen, welche eingerichtet ist, der Partikelauflage 1602 (z.B. der Membran 202m) eine Schwingung

einzukoppeln, so dass eine Auflockerungsvorrichtung 202v, 1602 bereitgestellt ist. Dies kann die Bewegung der Partikel gemäß der Abtriebskraft anregen und/oder beispielsweise eine flachere Oberfläche ermöglichen. Beispielsweise können der Gleichverteilungsstufe 400d Partikel aus zumindest einer (d.h. einer oder mehr als einer) Vereinzelungsstufe 104a, 104b zugeführt werden, z.B. entlang des

Führungspfads 111. Mittels der zumindest einen Vereinzelungsstufe 104a, 104b kann

beispielsweise eine elektrische und/oder mechanische Vereinzelung der Partikel erfolgen, bevor diese der Gleichverteilungsstufe 400d zugeführt werden. Der herabfallende Strom aus Partikeln 106 aus der zumindest einen Vereinzelungsstufe 104a, 104b kann beispielsweise auf eine neigungs- und vibrationsfähige Ebene 202m in Form einer schwingungsfähigen Membran 202m fallen.

Alternativ oder zusätzlich können die von der Gleichverteilungsstufe 400d abgegebenen Partikel 106 dem Beschichtungsraum 206 zugeführt werden, z.B. indem diese über die Außenkante der Partikelauflage 1602 in den Beschichtungsraum 206 hineinfallen.

Die Partikelauflage 1602 kann optional einen Spannrahmen 2106 (z.B. einen starren Rahmen) aufweisen, in welchen die Membran 202m eingefasst ist (auch als Randeinspannung bezeichnet). Der Spannrahmen 2106 kann die Außenkante aufweisen. Der Rand der Membran 202m, der mit dem Spannrahmen 2106 gekuppelt ist, kann beispielsweise gewellt und/oder profiliert (z.B. als Sicke bereitgestellt) eingerichtet sein, wie anschaulich bei einem Lautsprecher. Alternativ oder zusätzlich kann der Rand der Membran 202m beispielsweise ein elastisches Material aufweisen, z.B. ein Elastomer. Die Randeinspannung der Membran 202m (d.h. dass der Rand der Membran 202m nicht offen ist) kann definierte Randbedingungen bereitstellen, so dass die

Differentialgleichungen der eingekoppelten Schwingung (z.B. die Bessel-Funktion) eine technische Lösung liefert.

Die Schwingungsquelle 202v kann beispielsweise zur zeitlichen Variation der eingekoppelten Schwingung eingerichtet sein, d.h. der Partikelauflage 1602 mehrere Schwingungsmoden bereitstellen. Die Schwingungsquelle 202v kann beispielsweise zur Erzeugung verschiedener Frequenzen (auch als Schwingungsfrequenzen bezeichnet) eingerichtet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Schwingungsquelle 202v zur Einkopplung der Schwingung an verschiedenen Stellen 202e (auch als Einkopplungsstellen bezeichnet) der Partikelauflage 1602 eingerichtet sein.

Durch den Neigungswinkel der Partikelauflage kann ein kontinuierlicher radialsymmetrischer Partikelstrom zum äußeren Rand der Partikelauflage 1602 (z.B. eine Scheibe 1602) bereitgestellt sein oder werden. Beispielsweise kann die Membran 202m der Partikelauflage 1602 im Zentrum höher sein als am Rand. Optional kann die Partikelauflage 1602 eine Vielzahl von Vertiefungen und/oder Nuten aufweisen, welche über deren gesamte Fläche systematisch oder stochastisch verteilt sind. Dies stellt neben einem gerichteten Partikelstrom über die Kante der Partikelauflage 1602 ferner viele kleinere lokal konzentrierte Partikel ströme bereit, welche den Partikel durchsatz erhöhen und damit die Wirtschaftlichkeit verbessern.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Raumfüllung der über die Außenkannte der Partikelauflage 1602 herabfallenden Partikel 106 gesteuert und/oder geregelt werden, z.B. indem die Menge an zugeführten Partikeln (z.B. deren Anzahl und/oder Masse) pro Zeit verändert wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Raumfüllung der Partikel 106 gesteuert und/oder geregelt werden, indem der Abstand der Partikelauflage 1602 bzw. des Zuführungsspaltes 202s von der Beschichtungsmaterial-Quelle 208 verändert wird. Dies kann beispielsweise mittels der

Steuervorrichtung erfolgen. Die Raumfüllung der Partikel 106 beschreibt anschaulich die Menge der Partikel pro Einheitsvolumen.

Dazu kann die Partikelauflage 1602 beispielsweise verschiebbar (z.B. entlang der Vertikalen und/oder Horizontalen) und/oder neigbar gelagert sein, so dass beispielsweise deren relative Position und/oder Ausrichtung relativ zu der Beschichtungsmaterial-Quelle 208 verändert werden kann, z.B. deren Abstand voneinander. Dies kann beispielsweise mittels der

Steuervorrichtung erfolgen.

In dem Diagramm 2100b ist eine normierte Raumfüllung 2101 der Partikel 106 entlang des Freifallpfads 211 über der Position 2103 auf dem Freifallpfad dargestellt für verschiedene Abstände hstart der Partikelauflage 1602 zu einer Referenzposition. Darin ist der Effekt der Längenausdehnung bzw. die über die Falllänge hervorgerufene Änderung der Raumfüllung eines Partikel Stromes zu erkennen.

Fig.22 veranschaulicht eine Beschichtungsanordnung 2200 gemäß verschiedenen

Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht, z.B. auf einen Beschichtungsraum 400e dieser.

Optional kann die Partikelauflage 1602 eine Vielzahl von Durchgangsöffnung 2204 aufweisen, welche beispielsweise über deren gesamte Fläche systematisch oder stochastisch verteilt sind.

Die Durchgangsöffnung 2204 der Partikelauflage 1602 können beispielsweise mittels

Schutzblechen 2206 vor dem Bedampfen und Verschließen geschützt werden. Die

Durchgangsöffnung 2204 können beispielsweise in Form eines Ringspalts und/oder konzentrisch zueinander bereitgestellt sein oder werden.

Die Partikelauflage 1602 (z.B. deren Rahmen) kann optional in einem wassergekühlten Gehäuse eingefasst sein. Der untere Teil des Gehäuses kann optional mit einem austauschbaren

Hitzeschild 2206 abgeschirmt sein, welches zusätzlich die Funktion als Opferschild aufweisen kann, so dass die Partikelauflage 1602 (z.B. deren Disseminationsmembran 202m) vor dem gerichteten Beschichtungsdampf abgeschirmt wird. Zusätzlich zu dem wassergekühlten Gehäuse (auch als Membrangehäuse bezeichnet), kann ebenso das Opferschild 2206 optional

wassergekühlt und/oder optional schwingungsentkoppelt zur Partikelauflage 1602 (z.B. deren Membran) befestigt werden.

Entkopplung und Kühlung schützen dabei die Partikelauflage 1602 (z.B. deren Membran 202m) vor dem Materialdampf und der davon ausgehenden Temperatur. Gelangen die Partikel 106 über die Außenkante der Partikelauflage 1602, ergreift sie die Schwerkraft und die Partikel 106 fallen durch den darunter befindlichen Materialdampf hindurch, wobei der Materialdampf das

Beschichtungsmaterial aufweist oder daraus gebildet ist (auch als Beschichtungsmaterial-Dampf bezeichnet, z.B. ein Metalldampf). Die Dicke der Partikelbeschichtung (auch als

Beschichtungsdicke bezeichnet) kann mittels zumindest zweier Parameter beeinflusst werden. Der erste Parameter ist die Rate, mit der das Beschichtungsmaterial verdampft wird (auch als Verdampfungsrate bezeichnet), bzw. eine dazu korrespondierende Dampfdichte. Der zweite Parameter ist der Abstand der Partikelauflage 1602 (z.B. deren Disseminationsmembran 202m) von der Beschichtungsmaterial-Quelle 208 (z.B. Verdampfungsquelle), welche zu der Flug- bzw. Verweilzeit der Partikel 106 in dem Materialdampf korrespondiert. Der optionale

Strahlführungskanal 406 (z.B. ein zentrales Elektronenstrahl-Rohr), an dem die Partikelauflage 1602 befestigt oder zumindest angeordnet ist (z.B. deren Disseminationsmembran), kann beispielsweise höhenverstellbar eingerichtet sein, z.B. mittels einer Teleskopverbindung. Die Verdampfungsrate kann mittels der in die Beschichtungsmaterial-Quelle 208 eingebrachten Leistung (z.B. des Elektronenstrahls 23) gesteuert und/oder geregelt sein oder werden.

Optional kann die Partikelauflage 1602 eine Vielzahl von Segmenten aufweisen, von denen einander unmittelbar benachbarte Segmente mittels eines Zuführungsspalts 202s voneinander separiert sind. Die Segmente können beispielsweise konzentrisch angeordnet sein und/oder zueinander höhenversetzt sein. Die Segmente können beispielsweise radialsymmetrisch zwei oder mehrere Partikel ströme in den Fallbereich 206a hinein bereitstellen.

Elm den Effekt zu kompensieren, dass der Materialdampf im vertikalen Verlauf in Abhängigkeit vom Abstand zu der Beschichtungsmaterial-Quelle 208 eine variable Dampfdichte im

Beschichtungsraum 206 aufweist, und sich damit unterschiedliche

Wechselwirkungswahrscheinlichkeiten zwischen dem Partikelstrom und dem Materialdampf ergeben, können die Partikel ströme mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch den

Materialdampf geführt werden. Dazu können die Segmente (auch als

Funktionalisierungsbereiche bezeichnet) höhenversetzt angeordnet sein, wie beispielsweise über mehrere stufenartig angeordnete Zuführungsspalte 202s. Zudem wird ein freifallender

Partikelstrom über die Länge seines Falls auseinandergezogen bzw. der Abstand von Partikel 106 zum nächsten Partikel vergrößert sich. Elm zu hemmen, dass ein erster Partikelstrom einen dahinter befindlichen zweiten Partikel ström von dem Materialdampf ab schattet, kann der erste Partikelstrom von einer höheren Position aus dem freien Fall in den Fallbereich 206a zugeführt werden, als der zweite Partikel ström. Der zweite Partikelstrom kann wiederum aus einer höheren Lage zugeführt werden als ein optionaler zusätzlicher dritter Partikel ström, usw.

Der Materialdampf (Beschichtungsmaterialdampf) kann so durch den vorderen und weniger dichteren ersten Partikel ström hindurchdringen und ist in der Lage, einen oder mehr als einen dahinterliegenden zweiten Partikelstrom ebenso zu funktionalisieren.

Optional kann jeder Partikelstrom einem Plasma ausgesetzt sein oder werden (z.B. vor dem Beschichten), so dass eine zusätzliche Vorbehandlung und/oder eine bessere Dispersion bereitgestellt werden kann.

Fig.23 veranschaulicht eine Beschichtungsanordnung 2300 und Fig.24 veranschaulicht eine Beschichtungsanordnung 2400 jeweils gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Detailansicht, welche mehrere kaskadenartige miteinander verbundene

Beschichtungsstufen 400e aufweist, von denen jede Beschichtungsstufe 400e einen

Beschichtungsraum 206 und eine diesen mit Materialdampf versorgende Beschichtungsmaterial- Quelle 208 aufweist. Die Beschichtungsstufen 400e können untereinander mittels einer

Partikelzuführung 202 verbunden sein, welche beispielsweise den Zuführungsspalt 202s aufweist und/oder eine Gleichverteilungsvorrichtung.

Anschaulich kann der oder jeder Beschichtungsraum 206 für einen Beschichtungsvorgang (bzw. für das Bilden genau einer Partikelbeschichtung) eingerichtet sein. Für den Fall, dass ein

Schichtsystem mit mehreren Schichten auf den Partikeln 106 aufgebracht werden soll, können auch mehrere Beschichtungsstufen 400e sequentiell angeordnet sein. Optional kann ab der zweiten Beschichtungsstufe keine zusätzliche Vereinzelungsstufe nötig sein.

Fig.25 veranschaulicht ein Verfahren 2500 (z.B. zum Vereinzeln 2500 einer Vielzahl von Partikeln) gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm. Das Verfahren 2500 kann aufweisen, in 101, Einbringen von Elektronen in die Vielzahl von Partikeln, wobei eine dadurch bewirkte Aufladung die Partikel voneinander trennt; und in 103, Beschleunigen der Vielzahl von Partikeln zu einer Prallfläche hin, wobei ein dadurch bewirkter Aufprall die Partikel voneinander trennt. Das Einbringen 101 von Elektronen und das

Beschleunigen 103 können in einem Vakuum erfolgen, d.h. dass die Partikel beim Einbringen 101 von Elektronen und beim Beschleunigen 103 in dem Vakuum angeordnet sind. Nach dem Aufprall können sich die Partikel von der Prallfläche wegbewegen (d.h. diese wird nicht notwendigerweise mit den Partikeln beschichtet). Das Verfahren 2500 kann optional aufweisen, in 2600, einmaliges oder mehr als einmaliges Beschichten der Vielzahl von Partikeln nach dem Einbringen 101 von Elektronen und dem Beschleunigen 103.

Fig.26 veranschaulicht ein Verfahren 2600 (z.B. zum Beschichten 2600 der Vielzahl von Partikeln) gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm.

Das Verfahren 2600 kann optional aufweisen, in 2600, einmaliges oder mehr als einmaliges Vereinzeln 2500 einer Vielzahl von Partikeln, z.B. mittels des Einbringen 101 von Elektronen und des Beschleunigens 103 der Partikel gegen die Prallfläche.

Das Verfahren 2600 kann aufweisen, in 107, Einbringen einer Vielzahl von Partikeln in ein Vakuum, und in 109, Verdampfen eines Beschichtungsmaterials in das Vakuum hinein, so dass die Vielzahl von Partikeln mit dem Beschichtungsmaterial beschichtet wird.

In dem Vakuum kann sich die Vielzahl von Partikeln von einer Gravitationskraft beschleunigt an dem Dampfausbreitungsbereich vorbei bewegen. Das Einbringen der Partikel in das Vakuum kann beispielsweise durch den Zuführungsspalt 202s hindurch erfolgen, welcher beispielsweise entlang eines in sich geschlossenen Pfades erstreckt ist, so dass die Vielzahl von Partikeln den Dampfausbreitungsbereich umgibt.

Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf vorangehend

Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.

Beispiel 1 ist eine Partikelvereinzelungsvorrichtung, aufweisend: eine Eingangsöffnung und eine Ausgangsöffnung, eine oder mehrere Vereinzelungsstufen, welche eingerichtet sind, (z.B. im Vakuum) von der Eingangsöffnung zu der Ausgangsöffnung geführte Partikel (z.B. im Vakuum) zu vereinzeln, wobei von den eine oder mehreren Vereinzelungsstufen: eine erste

Vereinzelungsstufe eingerichtet ist, (z.B. im Vakuum) Elektronen in die Partikel einzubringen, so dass eine dadurch bewirkte Aufladung der Partikel diese voneinander trennt; und/oder eine zweite Vereinzelungsstufe eine Prallfläche aufweist und eingerichtet ist, (z.B. im Vakuum) die Partikel in Richtung zu einer Prallfläche hin zu beschleunigen, so dass ein dadurch bewirkter Aufprall der Partikel auf die Prallfläche diese voneinander trennt, wobei die Prallfläche beispielsweise konkav (z.B. gekrümmt und/oder gewinkelt, z.B. umlaufend) eingerichtet ist, beispielsweise mittels eines Hohlkörpers (z.B. dessen Innenfläche) bereitgestellt ist und/oder beispielsweise von einer Durchgangsöffnung durchdrungen ist.

Beispiel 2 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß Beispiel 1, wobei die erste

Vereinzelungsstufe eine Elektronenquelle aufweist zum Bereitstellen der Elektronen, wobei die Elektronenquelle beispielsweise aufweist: eine Kathode zur thermischen Emission (auch thermisch-Emissionskathode oder Glühkathode als bezeichnet) (z.B. zum Bereitstellen freier Elektronen, z.B. mittels thermischer Emission), eine Kathode zur kalten Emission (auch als Feldemissionskathode bezeichnet) (z.B. zum Bereitstellen freier Elektronen, z.B. mittels kalter Emission), wobei die Elektronenquelle beispielsweise eine Gasentladungsvorrichtung (z.B. eine Plasmaquelle) aufweist zum Bereitstellen einer Gasentladung (z.B. eines Plasmas), das die Elektronen aufweist, wobei die Elektronenquelle beispielsweise eine Kontaktelektrode aufweist (welche die Elektronen bei Kontakt mit den Partikeln in diese einbringt, z.B. bei physischem Kontakt mit diesen).

Beispiel 3 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß Beispiel 2, ferner eine

Elektronenstrahlkanone aufweisend und wobei die Elektronenquelle eine Sekundärelektronen- Emissionskathode aufweist, wobei die Elektronenstrahlkanone eingerichtet ist zum elektrischen Versorgen der Sekundärelektronen-Emissionskathode mittels eines Elektronenstrahls (so dass beispielsweise von dieser Sekundärelektronen emittiert werden).

Beispiel 4 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß Beispiel 3, wobei die

Sekundärelektronen-Emissionskathode eine Durchgangsöffnung und eine (z.B. konische) Emissionsfläche aufweist, welche die Durchgangsöffnung umgibt; und wobei die

Elektronenstrahlkanone eingerichtet ist, den Elektronenstrahl abwechselnd auf die

Durchgangsöffnung und auf die Emissionsfläche zu richten.

Beispiel 5 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 4, wobei die zweite Vereinzelungsstufe eine drehbar gelagerte Auflagefläche aufweist, mittels welcher das Beschleunigen erfolgt, wobei die Auflagefläche (z.B. vollständig) von der Prallfläche umgeben ist.

Beispiel 6 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß Beispiel 5, wobei die Partikelauflage: eine rotationssymmetrische Oberfläche und/oder Außenkante aufweist; eine strukturierte Oberfläche aufweist; eine Morphologie aufweist und/oder eine Topographie aufweist. Dies vergrößert die Beschleunigung bzw. den Impulsübertrag auf die Partikel (anschaulich führt eine kleinere Fläche beim Zusammenstoß zu einem höheren Druck).

Beispiel 7 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 6, wobei die zweite Vereinzelungsstufe eingerichtet ist, mittels der (z.B. positiv geladenen) Prallfläche ein elektrisches Feld bereitzustellen zum Beschleunigen der Partikel mittels des elektrischen Felds zu der Prallfläche hin. Beispiel 8 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 7, wobei die erste Vereinzelungsstufe beispielsweise eine Elektronenquelle in Form einer Elektrode aufweist, wobei zwischen der Elektronenquelle und der Prallfläche ein (z.B. ringförmiger) Spalt bereitgestellt ist, durch welchen hindurch die Partikel geführt werden.

Beispiel 9 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 8, ferner aufweisend: einen (z.B. vakuumdichten oder offenen) Behälter, welcher die Eingangsöffnung aufweist.

Beispiel 10 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 9, ferner aufweisend: einen Schneckenförderer, der innerhalb der Eingangsöffnung (die beispielsweise kanalförmig ist) angeordnet ist.

Beispiel 11 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 10, ferner aufweisend: eine Vakuumkammer, in welcher die eine oder mehreren Vereinzelungsstufen angeordnet sind; und/oder einen Mikrowellengenerator und einen Bereich, in dem

Mikrowellenstrahlung auf die Partikel einwirkt.

Beispiel 12 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 11, wobei die Eingangsöffnung (z.B. vertikal) oberhalb der Ausgangsöffnung angeordnet ist, so dass eine auf die Partikel wirkende Gravitationskraft die Partikel von der Eingangsöffnung zu der Ausgangsöffnung hin führt.

Beispiel 13 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 12, ferner aufweisend: eine Führungsvorrichtung zum Zuführen der Partikel zu der ersten

Vereinzelungsstufe und/oder der zweiten Vereinzelungsstufe, wobei die Führungsvorrichtung zumindest eine trichterförmige Oberfläche und/oder einen Antrieb (z.B. Schwingungsquelle) aufweist, wobei beispielsweise der Antrieb der Führungsvorrichtung eingerichtet ist, die trichterförmige Oberfläche mechanisch anzuregen (z.B. mittels einer dieser eingekoppelten mechanischen Schwingung).

Beispiel 14 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 13, wobei die erste Vereinzelungsstufe und/oder die zweite Vereinzelungsstufe eine (z.B. drehbar gelagerte) Partikelauflage und einen Antrieb aufweisen, wobei der Antrieb eingerichtet ist, die Partikelauflage mechanisch anzuregen, so dass beispielsweise auf die Partikelauflage fallende Partikel in Richtung eines Randes der Partikelauflage getrieben werden, wobei die

Partikelauflage beispielsweise die Elektronenquelle oder zumindest eine Elektrode der

Elektronenquelle aufweist oder daraus gebildet ist. Beispiel 15 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß Beispiel 14, wobei die Partikelauflage konvex oder konkav ist und/oder wobei der Antrieb eingerichtet ist, die

Partikelauflage mittels einer Schwingung mechanisch anzuregen und die Schwingung in die Auflockerungsvorrichtung einzukoppeln; und/oder wobei der Antrieb eingerichtet ist, die Partikelauflage zu drehen.

Beispiel 16 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 15, wobei die Aufladung der Partikel eine elektrische Abstoßungskraft zwischen diesen vermittelt, welche beispielsweise die von den eingebrachten Elektronen aufgeladenen Partikel voneinander abstößt.

Beispiel 17 ist die Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 16, wobei der Aufprall einen Kraftstoß zwischen den Partikeln vermittelt, beispielsweise welchen die gegen die Prallfläche beschleunigten Partikel erfahren.

Beispiel 18 ist eine Beschichtungsanordnung, aufweisend: eine Partikelvereinzelungsvorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 17, eine Beschichtungsvorrichtung, welche einen Hohlraum aufweist, zu welchem hin die Ausgangsöffnung der Partikelvereinzelungsvorrichtung gerichtet ist, wobei die Beschichtungsvorrichtung eine Beschichtungsmaterial-Quelle aufweist zum Verdampfen eines Beschichtungsmaterials in den Hohlraum hinein.

Beispiel 19 ist die Beschichtungsanordnung gemäß Beispiel 18, aufweisend: eine

Partikelzuführung und einen dieser zugewandten Auffangbehälter, zwischen denen der

Hohlraum gebildet ist; wobei die Partikelzuführung eingangsseitig an die Ausgangsöffnung angrenzt und/oder ausgangsseitig einen Zuführungsspalt aufweist, welcher entlang eines in sich geschlossenen Pfades erstreckt ist; wobei der Hohlraum optional einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, wobei der erste Bereich von dem Zuführungsspalt zu dem

Auffangbehälter erstreckt ist und den zweiten Bereich umgibt, und wobei der zweite Bereich an die Beschichtungsmaterial-Quelle angrenzt (die beispielsweise in einem Abstand von dem ersten Bereich angeordnet ist).

Beispiel 20 ist die Beschichtungsanordnung gemäß Beispiel 18 oder 19, wobei die

Beschichtungsmaterial-Quelle durch den Auffangbehälter hindurch erstreckt ist.

Beispiel 21 ist die Beschichtungsanordnung gemäß einem der Beispiele 18 bis 20, wobei die Beschichtungsmaterial-Quelle einen Verdampfungstiegel aufweist, welcher von dem

Auffangbehälter umgeben ist. Beispiel 22 ist die Beschichtungsanordnung gemäß einem der Beispiele 18 bis 21, wobei die Beschichtungsmaterial-Quelle einen Beschichtungsmaterial-Nachführmechanismus aufweist, welcher von dem Verdampfungstiegel durch den Auffangbehälter hindurch erstreckt ist.

Beispiel 23 ist die Beschichtungsanordnung gemäß einem der Beispiele 18 bis 22, wobei der Auffangbehälter eine bodenseitige Ausgangsöffnung und/oder Vertiefung aufweist.

Beispiel 24 ist die Beschichtungsanordnung gemäß einem der Beispiele 18 bis 23, ferner aufweisend: einen ersten Antrieb (z.B. eine Schwingungsquelle), welcher eingerichtet ist, den Auffangbehälter mechanisch anzuregen (z.B. mittels einer diesem eingekoppelten mechanischen Schwingung).

Beispiel 25 ist die Beschichtungsanordnung gemäß einem der Beispiele 18 bis 24, wobei die Partikelzuführung eine Partikelauflage, welche den Zuführungsspalt begrenzt, und einen zweiten Antrieb (z.B. eine Schwingungsquelle) aufweist, welcher eingerichtet ist, die Partikelauflage mechanisch anzuregen (z.B. mittels einer dieser eingekoppelten mechanischen Schwingung).

Beispiel 26 ist die Beschichtungsanordnung gemäß einem der Beispiele 18 bis 25, wobei der Pfad kreisförmig ist.

Beispiel 27 ist die Beschichtungsanordnung gemäß einem der Beispiele 18 bis 26, die

Beschichtungsvorrichtung ferner aufweisend: eine Elektronenstrahlkanone, welche eingerichtet ist, einen Elektronenstrahl auf die Beschichtungsmaterial-Quelle zu richten.

Beispiel 28 ist die Beschichtungsanordnung gemäß einem der Beispiele 18 bis 27, einen Kanal, durch welchen hindurch der Elektronenstrahl auf die Beschichtungsmaterial-Quelle gerichtet wird, wobei sich der Zuführungsspalt um den Kanal herum erstreckt; und/oder wobei der Kanal durch die Partikelzuführung und/oder die Partikelvereinzelungsvorrichtung hindurch erstreckt ist.

Beispiel 29 ist die Beschichtungsanordnung gemäß einem der Beispiele 18 bis 28, wobei die Partikelzuführung einen zusätzlichen Zuführungsspalt aufweist, der von dem Zuführungsspalt umgeben ist und in seinem Verlauf dem Zuführungsspalt folgt und/oder konzentrisch zu diesem ist.

Beispiel 30 ist die Beschichtungsanordnung gemäß einem der Beispiele 18 bis 29, ferner aufweisend: eine Vakuumkammer, in welcher der Hohlraum angeordnet ist, wobei die

Vakuumkammer mit der Partikelvereinzelungsvorrichtung beispielsweise vakuumtechnisch gekoppelt ist, z.B. mittels der Ausgangsöffnung. Beispiel 31 ist ein Verfahren zum Vereinzeln einer Vielzahl von Partikeln, das Verfahren aufweisend: Einbringen von Elektronen in die Vielzahl von Partikeln, wobei eine dadurch bewirkte Aufladung die Partikel voneinander trennt; und Beschleunigen der Vielzahl von Partikeln zu einer Prallfläche hin, wobei ein dadurch bewirkter Aufprall die Partikel voneinander trennt; wobei das Einbringen von Elektronen und das Beschleunigen der Partikel in einem Vakuum erfolgen.

Beispiel 32 ist ein Verfahren, aufweisend: Vereinzeln einer Vielzahl von Partikeln mittels des Verfahrens gemäß Beispiel 31; und Beschichten der Vielzahl von Partikeln nach dem

Vereinzeln.

Beispiel 33 ist die Verfahren gemäß Beispiel 32, das Beschichten aufweisend: Einbringen der Vielzahl von Partikeln in ein Vakuum, in welchem die Vielzahl von Partikeln von einer

Gravitationskraft beschleunigt (beispielsweise sich an einem Dampfausbreitungsbereich vorbei) bewegen, wobei das Einbringen der Partikel beispielsweise durch einen Spalt hindurch erfolgt, welcher beispielsweise entlang eines in sich geschlossenen Pfades erstreckt ist, so dass die Vielzahl von Partikeln den Dampfausbreitungsbereich umgibt; und/oder Verdampfen eines Beschichtungsmaterials in den Dampfausbreitungsbereich hinein, so dass die Vielzahl von Partikeln mit dem Beschichtungsmaterial beschichtet wird.