波鴻魯爾大學研發(fā)出氣體傳感器的新型沉積超薄層工藝技術
氧化鋅層在工業(yè)中的應用是多種多樣的,從保護可降解物品到檢測有毒氮氧化物氣體不等。這種層可以通過原子層沉積(ALD)來沉積,該原子層沉積通常使用化合物或簡單地使用與空氣接觸即發(fā)火的前體。
波鴻魯爾大學(RUB)的一個跨學科研究團隊現在已經建立了一種基于非發(fā)火鋅前體的新制造工藝,該工藝可以在足夠低的溫度下進行加工以允許對塑料進行涂層, 可用于氮氧化物傳感器以及塑料上的保護層。
沉積超薄層
為了生產用于二氧化氮(NO 2)的傳感器,必須將納米結構的氧化鋅(ZnO)的薄層施加到傳感器基板上,然后集成到電氣組件中。Anjana Devi教授的團隊使用ALD在此類傳感器基板上施加了超薄的ZnO層。
通常,ALD工藝在工業(yè)中使用超薄層來使電氣組件小型化,其中一些超薄層的厚度只有幾個原子層,同時又提高了效率。為此,需要在表面反應形成這種薄膜的合適的前體。Anjana Devi指出:“因此,ALD工藝背后的化學作用至關重要,并且對最終的薄膜產生巨大影響。”
安全處理和最高質量
迄今為止,工業(yè)制造商已經通過ALD部署了一種反應性強,高度自燃的鋅前驅體來生產ZnO薄膜。“在RUB上開發(fā)一種安全的ZnO替代ALD工藝的關鍵是開發(fā)一種新型的,非發(fā)火的前驅體,該前驅體可以安全處理并能夠沉積最高質量的ZnO薄膜,” 該研究的首席作者Lukas Mai解釋說。 “挑戰(zhàn)在于尋找替代化學方法來替代工業(yè)上通常用于ZnO的發(fā)火化合物?!?/p>
新工藝的獨特之處在于它可以在非常低的工藝溫度下進行,從而有利于沉積到塑料上。因此,新工藝不僅可以用于氣體傳感器的制造,而且可以用于氣體阻隔層的制造。在包裝工業(yè)中,這些層被施加在塑料上以保護可降解物品,例如食品或藥品免受空氣污染。