等离子体增强原子层沉积碳化镍薄膜及其性能的研究

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近年来,过渡金属(Fe、Co和Ni)碳化物由于其高硬度和熔点,良好的热和电导率等特性,引起了更多的关注。除此之外,它们在电能存储、氧还原和析氢反应中表现出优异的催化性能。与碳化铁和碳化钴薄膜相比,碳化镍薄膜研究较少。传统的碳化镍薄膜是通过湿化学合成和化学气相沉积的方法制备。本文利用了原子层沉积技术分别以Ni(tBu2DAD)2和Ni(tBu2AMD)2作为镍源,制备了碳化镍薄膜。对比研究了薄膜生长时,前驱体通入时间、沉积温度与输入功率对碳化镍薄膜生长速率的影响。分别以Ni(tBu2DAD)2和Ni(tBu2AMD)2作为前驱体,当沉积温度为95℃,输入功率60W时,得到薄膜的生长速率分别为0.078nm/cycle和0.039 nm/cycle。利用原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)考察了两种前驱体在不同沉积条件下,制备碳化镍薄膜的表面形貌。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)分别对比分析了碳化镍薄膜的结晶相、薄膜组分和微观结构。通过石英晶体微天平(QCM)探索了两种前驱体沉积碳化镍薄膜的机理。该工艺在10:1沟槽内得到保形、均匀的碳化镍薄膜,说明了此工艺在多孔催化基底中的应用前景。
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