Применение слоев оксида цинка в промышленности разнообразно и варьируется от защиты разлагаемых материалов до обнаружения токсичного газообразного оксида азота. Такие слои могут быть нанесены методом осаждения атомных слоев (ALD), в котором обычно используются химические соединения или просто прекурсоры, которые воспламеняются сразу же при контакте с воздухом, т.е.е. сильно пирофорны.
Междисциплинарная исследовательская группа из Ruhr-Universitat Bochum (RUB) теперь разработала новый процесс производства, основанный на непирофорном прекурсоре цинка, который можно обрабатывать при достаточно низких температурах, чтобы можно было покрывать пластмассы. Команда опубликовала свой отчет в журнале «Small», где он был использован в качестве обложки в выпуске от 4 июня 2020 года.
Применение слоев оксида цинка в промышленности разнообразно и варьируется от защиты разлагаемых материалов до обнаружения токсичного газообразного оксида азота.
Такие слои могут быть нанесены путем осаждения атомных слоев (ALD), в котором обычно используются химические соединения или просто прекурсоры, которые воспламеняются сразу же при контакте с воздухом, т.е.е. сильно пирофорны. Междисциплинарная исследовательская группа из Ruhr-Universitat Bochum (RUB) теперь разработала новый процесс производства, основанный на непирофорном прекурсоре цинка, который можно обрабатывать при достаточно низких температурах, чтобы можно было покрывать пластмассы. Команда опубликовала свой отчет в журнале Small, где он был показан в качестве обложки в выпуске от 4 июня 2020 года.
Нанесение ультратонких слоев
Чтобы создать датчик диоксида азота (NO2), тонкий слой наноструктурированного оксида цинка (ZnO) должен быть нанесен на подложку датчика, а затем интегрирован в электрический компонент. Команда профессора Анджаны Деви использовала ALD для нанесения ультратонких слоев ZnO на такие сенсорные подложки.
В целом, процессы ALD используются в промышленности для миниатюризации электрических компонентов с использованием ультратонких слоев, некоторые из которых имеют толщину всего несколько атомных слоев, при одновременном повышении их эффективности. Для этого требуются подходящие прекурсоры, которые реагируют на поверхности с образованием такой тонкой пленки. «Поэтому химический состав процессов ALD очень важен и оказывает огромное влияние на получаемые тонкие пленки», – отмечает Анджана Деви.
Безопасное обращение и высочайшее качество
На сегодняшний день промышленные производители производят тонкие пленки ZnO, используя высокореакционный высокопирофорный прекурсор цинка с помощью метода ALD. «Ключом к разработке безопасного альтернативного процесса ALD для ZnO в RUB была разработка нового непирофорного прекурсора, который безопасен в обращении и способен наносить тонкие пленки ZnO высочайшего качества», – поясняет Лукас Май, ведущий специалист. автор исследования. «Задача заключалась в том, чтобы найти альтернативные химические составы для замены пирофорных соединений, которые обычно используются в промышленности для получения ZnO."
Уникальным аспектом нового процесса является то, что его можно проводить при очень низких температурах процесса, что облегчает нанесение на пластик. Следовательно, новый процесс можно использовать не только для изготовления газовых сенсоров, но и газоизоляционных слоев.
В упаковочной промышленности такие слои наносятся на пластмассы для защиты разлагаемых товаров, таких как продукты питания или фармацевтические препараты, от воздуха.