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新工艺是超薄铂金薄膜的低成本路线

导读 美国国家标准与技术研究院(NIST)的一个研究小组已开发出一种相对简单,快速且有效的方法,可在表面上沉积均匀的超薄铂族原子层。新工艺利用

美国国家标准与技术研究院(NIST)的一个研究小组已开发出一种相对简单,快速且有效的方法,可在表面上沉积均匀的超薄铂族原子层。新工艺利用铂电沉积的意外特征-如果您比平时更强烈地驱动反应,则新的反应步骤将关闭金属沉积过程,从而实现对膜厚度的前所未有的控制。

铂是一种广泛使用的工业催化剂-在汽车催化转化器和氢燃料电池中-以及微电子中的关键组件,因此该发现可广泛应用于铂基器件的设计和制造。

这种金属很少见,因此非常昂贵,因此材料工程师试图将其用作基板上的薄层。他们希望能够将沉积过程控制到均匀的单层原子。不幸的是,铂金并不总是合作。

在NIST研究的模型系统-通过电镀在金上沉积铂层-证明了问题的挑战性。施加电压以驱使铂从电极沉积在水溶液中的金表面上。通常,这会导致表面不整齐且粗糙,而不是所需的光滑和均匀的铂层,因为铂倾向于首先附着在金表面上的任何缺陷上,然后倾向于附着到自身而不是金。

美国国家标准与技术研究院的研究小组发现,增加电压,反应的驱动力,远远高于正常水分子开始分解和形成氢离子的点,导致意想不到的有用结果。氢快速形成覆盖新沉积的铂岛的层并完全淬灭进一步的金属沉积。使用一系列分析技术,包括石英晶体微量天平,X射线光电子能谱和扫描隧道显微镜,该小组发现氢层的形成足够快,以限制沉积形成单层铂原子。该团队进一步发现,通过脉冲施加的电压,

沉积过程在单个镀浴中进行,并且出人意料地快-比使用分子束外延生成相当的薄膜快1000倍。它比其他用于沉积铂膜的电化学技术更快,更简单并且更不易受污染,使其更便宜。

研究人员表示,这项新技术也可能与许多其他金属和合金组合一起使用,这是一项正在进行研究的主题。

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