우리는 배경 가스의 존재에 나노초 펄스 레이저 증착 (PLD)에 의해 nanostructured 산화물 박막을 증착 할 수있는 실험 방법을 설명합니다. 알 - 도핑 된 ZnO (아조) 영화이 방법을 사용하여 소형에서 계층 적 나노 나무 숲으로 구성까지, 증착 될 수있다.
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이 논문에서
요약
초록
배경 가스의 존재에 나노초 펄스 레이저 증착 (PLD)는 수있는 플라즈마 깃털 확장 역학의 적절한 제어에 의해 조정할 수 형태, 구조, 밀도 및 화학량 론과 금속 산화물의 증착. 이러한 융통성은 나노 크기의 클러스터의 계층 구조 조립이 특징으로 작고 조밀 한 nanoporous에서 nanostructured 영화를 만들어 악용 할 수 있습니다. 특히 우리는 태양 광 발전 장치의 투명 전극으로 알 - 도핑 된 ZnO (아조) 영화의 두 종류를 조작 할 수있는 자세한 방법 설명 : 낮은 O 2 압력 1), 예술의 상태로 전기 전도성 및 광학 투명 가까이있는 소형 영화 찌르다 아르 나노 나무 숲을 닮은 2) 높은 빛의 분산 계층 구조, 투명 실시 산화물 (TCO)이 같은 유기 광전지 (OPVs)에 사용되는 폴리머와 같은 열 민감한 자료와 호환을 위해 실온에서 증착 될 수있다높은 압력에서 uced. 이러한 구조는 높은 안개 계수를 표시 (> 80 %)와 빛을 트래핑 능력을 향상시키기 위해 악용 될 수 있습니다. 아조 영화에 대한 설명 여기 방법 등 할아버지 2, 알 2 O 3, WO 3 자세 4 O 4와 같은 기술 응용 프로그램에 관련된 다른 금속 산화물에 적용 할 수 있습니다.
서론
펄스 레이저 증착 (PLD)는 필름 (그림 1 참조) 1 성장 기판에 증착 될 수있다 ablated 종의 플라즈마 형성에 결과 고체 타겟의 레이저 절제를 고용합니다. 배경의 분위기 (불활성 또는 반응성)과의 상호 작용은 가스 상태 (그림 2 참조) 2,3에 균일 클러스터 핵을 유도하는 데 사용할 수 있습니다. PLD에 의한 물질 합성에 대한 전략을주의 깊게 PLD 과정에서 생성 된 플라즈마 역학을 제어하여 상향식 접근 재료 특성의 조정에 기반을두고 있습니다. 클러스터 크기, 운동 에너지와 구성은 4,5 형태학 및 구조 변화의 영화 성장과 결과에 영향을 증착 매개 변수의 적절한 설정에 의해 다양 할 수 있습니다. 이용하여 방법은 우리가 (예 : WO 3, 자세 4 O 4, 알 2 O 3 산화물의 숫자에 대해 시연 여기에 설명차 티오 2) nanoscale 6-11의 자료 구조를 수정하여 형태를 조정하는 기능, 밀도, 다공성, 구조 주문, 화학량 론과 단계의 학위를 취득했습니다. 이 특정 응용 프로그램 12-16에<....
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프로토콜
1. 기판 준비
- 1cm에게시 웨이퍼에서 X 1cm 실리콘 기판을 잘라 실리콘은 SEM 특성 (비행기보기 및 단면)에 좋습니다.
- 1cm에게 X 1cm 유리 (소다 석회, 두께 1mm)를 잘라 유리는 광학 및 전기 특성에 적합합니다.
- 연락처는 유리 기판에 필요한 경우, AU 연락처는 마스크를 사용하여 진공 상태에서 증발 할 수 있습니다. 보증금 AU, 끊을 보증금을 50 nm의 접착력을 향상시키는 내부와 같은 크롬의 10 nm의.
- (예 : 에틸렌 테트라 플루오르 에틸렌, ETFE) 1cm에게 X 1cm 폴리머 샘플을 잘라 버릴거야.
- 5-10 분 동안 이소프로판올에 sonicating하여 기판을 청소하고 N이 흐름을 이용하여 건조 이소프로판올에 린스.
2. 레이저 매개 변수의 레이저 정렬 및 선택
- ND 따뜻한 - 업 : YAG 레이저와 사분의 일 고조파 발생기 (FHG)를 사용하여 선택 IV 고조파 방출 (266 nm의 파장이) 두 SE로 구성폭포에서 cond 고조파 발생기 (SHG).
- 2 %의 중량를 탑재합니다. 알 2 O 3 :.....
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결과
산소 분위기에서 PLD에 의한 아조의 증착이 낮은 배경 가스 압력 (즉, 두 PA)와 높은 압력 (즉, 160 PA)의 계층 조립 클러스터로 구성 메조 기공 숲과 같은 구조의 컴팩트 한 투명 전도성 필름을 생산하고 있습니다. 자료는 그의 사이즈 2 파 22에서 최대 (30 nm 정도)입니다 nanocrystalline 도메인로 구성되어 있습니다.
ablated 종 및 배경 가스 사이의 충돌로 인해 플라즈마 깃털의 모양과 길이는 챔버의 산소 압력이 크게 달라집니다. (그림 2와 그림 3의 사진에서 스키마를 참조). 이러한 현상의 결과로서, 두 증착 정권이 식별 될 수있다 : 낮은 압력에서 (<10 PA) 영화 성장에 직교 주상 구조 컴팩트 한 영화의 결과로, 원자 별 원자, 높은 증착 운동 에너지 방식으로 이루어집니다 기판 표면 (그림 6). 가스 단계에서 높은 압력에서 (> 10 PA.......
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토론
플라즈마 깃털 모양 특히 가스의 존재에 밀접하게 절제 프로세스에 관련되어, 육안 검사에 의해 플라즈마 깃털을 모니터링하면 증착을 제어하는 것이 중요합니다. 산화물 타겟을 흡열하여 금속 산화물을 증착 할 때, 산소는 절제 과정에서 산소 손실을 지원하기 위해 필요합니다. 낮은 산소 배경 가스 압력에서 증착 된 물질은 산소 공석이있을 수 있습니다. 이 효과는 가스 압력을 증가시켜 감소된다. 형태학 가스 혼합물 (: O 2 또는 그 : 즉, 아르곤 O 2)의 화학량 론을 분리하려면 사용할 수 있습니다 : 불활성 가스 조성과 화학량 론을 조정하는 형태, 반응성 가스를 조정 할 수 있습니다. 진공 또는 낮은 배경 가스 압력 (몇 아빠보다 일반적으로 적은)에서 PLD는 일반적으로 ablated 종의 높은 운동 에너지 증착 (EV / 원자의 수백까지 IE)로 연결됩니다. 이 결국 영화 delaminati 될 수 있습니다 내부 응력의 축적 될 수 있습니다있습니다. 아조.......
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공개 사항
관심 없음 충돌이 선언 없습니다.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 시약 / 재료의 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | |
| 펄스 레이저 | 연속체 - Quantronix | Powerlite 8010 | |
| 파워 미터 | 응집성의 | FieldMaxII-TO | |
| 이온 건 | 맨티스 출발지 | RFMax60 | |
| 질량 유량 제어기 | Mks | 2179 ° | |
| 석영 크리스탈 Microbalance | Infcon | XTC / 2 | |
| 배경 가스 | Rivoira - Praxair | 5.0 산소 | |
| 목표 | 커트 Lesker | (요청했다) | |
| 이소프로판올 | 시그마 알드리치 | 190764-2L | |
| 소스 미터 | Keithley | K2400 | |
| 자석 키트 | Ecopia | 0.55T - 키트 | |
| 분광 광도계 | PerkinElmer | 람다 1050 |
참고문헌
- Pulsed Laser Deposition of Thin Films. Chrisey, D. B., Hubler, G. K. , John Wiley & Sons. New York. (1994).
- Lowndes, D. H., Geohegan, D. B., Puretzky, A. A., Norton, D. P., Rouleau, C. M. Synthesis of novel thin-film materials by pulsed laser deposition. Science. 273, 898(1996).
- Di Fonzo, F., Bailini, A., Russo, V., Baserga, A., C....
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재인쇄 및 허가
