Ny atom-lag elektrodeposition metode giver overraskende resultater

(Phys.org) – En ny metode til at skabe meget tynde lag af materialer på atomær skala, rapporteret i det seneste nummer af tidsskriftet Videnskab , kunne "låse op for en vigtig ny teknologi" til at skabe nanomaterialer, ifølge nanomaterialeekspert Dr. Jay A. Switzer fra Missouri University of Science and Technology i tidsskriftet.

Switzer blev bedt af redaktørerne af Science om at diskutere forskningen, som identificerer en ny metode til atomlagsdeponering (ALD), i afsnittet "Perspektiver" af Videnskab. Forskningen og Switzers Perspective-artikel vises begge i tidsskriftets 7. december, 2012, problem.

Forskningen udført af Dr. Yun Liu og kolleger ved National Institute for Standards and Technologys Center for Neutron Research beskriver en ny metode til aflejring af ultratynde lag platin på en overflade. Metoden går ud på at anvende et "højt overpotentiale" af elektricitet til at afsætte et lag af metallet på en overflade, derefter at skifte til et underpotentiale for at producere et lag af brint. Brinten forbliver kun kortvarigt på plads, forsvinder derefter, efterhånden som videnskabsmænd justerer spændingen for at tilføje nye lag af platin.

Tilgangen giver uventede resultater, siger Switzer.

"Konventionel visdom tyder på, at den bedste måde at elektroaflejre ultratynde metalfilm på ville være at anvende enten et underpotentiale eller et meget lille overpotentiale, " skriver Switzer, en ekspert i atomlagsaflejringer. Liu og hans kolleger "rapporterer det overraskende resultat", at et enkelt lag platin, placeres på overfladen ved en spænding, der skulle skabe en tyk aflejring af metallet, skaber faktisk det lag af brint, der begrænser tykkelsen af ​​platinlaget, "derved gør processen selvbegrænsende."

"Det smukke ved denne nye elektrokemiske rute til ALD er, at den blander grundlæggende elektrokemi og overfladevidenskab for at låse op for en vigtig ny teknologi, " siger Switzer, hvem er Donald L. Castleman/Foundation for Chemical Research Professor of Discovery ved Missouri S&T.

Atomisk lag elektroaflejring er en metode til at "dyrke" materialer i en opløsning på nanometerskala. En nanometer - kun synlig ved hjælp af et højeffekt elektronmikroskop - er en milliardtedel af en meter, og nogle nanomaterialer er kun få atomer i størrelse.

Lius opdagelse kan resultere i en ny metode til dyrkning af metaloxider eller halvledere på atomær skala, siger Switzer. "Udsigterne for dette som en generel forarbejdningsmetode (til aflejring i atomare skala) er opmuntrende, " han skriver.