超薄气体传感器利用新化学ALD工艺

近日,波鸿鲁尔大学的一个跨学科研究小组使用原子层沉积(ALD)在二氧化氮(NO2)传感器基板上应用超薄的氧化锌层。

  氧化锌(ZnO)层在工业中的应用是多方面的,从可降解物品的保护到有毒氮氧化物气体的检测。这类氧化锌层可通过原子层沉积(ALD),其采用典型的化学化合物或简单的前体,与空气接触后立即点燃,具有高度自燃性。

超薄气体传感器的新化学.jpg

  据悉,近日,波鸿鲁尔大学的一个跨学科研究小组使用ALD在二氧化氮(NO2)传感器基板上应用超薄的ZnO层。为了制造二氧化氮(NO2)传感器,必须在传感器基板上涂覆一薄层纳米氧化锌(ZnO),然后将其集成到电气元件中。

  一般来说,工业上使用ALD工艺,利用超薄层(其中一些只有几个原子层厚)使电子元件小型化,同时提高效率。为此,需要合适的前驱体在表面反应形成这样的薄膜。因此,ALD过程背后的化学反应是必不可少的,并且对所产生的薄膜有着巨大的影响。到目前为止,工业制造商一直在通过ALD部署一种反应性极强、自燃性强的锌前体来生产ZnO薄膜。

  该研究的主要作者Lukas Mai解释说:“开发一种安全的替代性氧化锌氧化还原工艺的关键是开发一种新的、非自燃的前体,这种前体可以安全地处理,并且能够沉积出最高质量的ZnO薄膜。面临的挑战是找到替代的化学方法来取代氧化锌工业中普遍使用的自燃化合物。”

  新工艺的独特之处在于,它可以在非常低的工艺温度下进行,从而有助于沉积到塑料上。因此,新工艺不仅可用于制造气体传感器,而且可用于气体阻挡层的制造。在包装工业中,这种层被应用于塑料上,以保护可降解的产品,如食品或药品免受空气污染。

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