Depozice molekulární vrstvy - Molecular layer deposition - Wikipedia

Depozice molekulární vrstvy (MLD) je technika nanášení tenkého filmu v plynné fázi založená na samoregulačních povrchových reakcích prováděných sekvenčním způsobem.[1] MLD v zásadě připomíná dobře zavedenou techniku ukládání atomové vrstvy (ALD), ale zatímco ALD je omezena pouze na anorganické povlaky, chemie prekurzorů v MLD může používat i malé, bifunkční organické molekuly. To umožňuje, stejně jako růst organických vrstev v procesu podobném polymeraci, spojování obou typů stavebních bloků kontrolovaným způsobem k vytváření organicko-anorganických hybridních materiálů.

Přestože MLD je v USA známá technika tenkovrstvá depozice sektor, vzhledem ke své relativní mládí není tak prozkoumaný jako jeho anorganický protějšek, ALD, a v nadcházejících letech se očekává široký rozvoj sektoru.

Dějiny

Depozice molekulární vrstvy je sesterskou technikou ukládání atomové vrstvy. Zatímco historie depozice atomové vrstvy sahá až do 70. let 20. století, díky nezávislé práci Valentin Borisovich Aleskovskii.[2]a Tuomo Suntola,[3] první experimenty MLD s organickými molekulami byly publikovány až v roce 1991, kdy se objevil článek od Tetsuzo Yoshimura a spolupracovníků[4] týkající se syntézy polyimidů za použití aminů a anhydridů jako reaktantů.[5] Po několika pracích na organických sloučeninách v 90. letech 20. století se po kombinaci technik ALD a MLD objevily první práce týkající se hybridních materiálů.[6][7] Od té doby se počet článků zasílaných za rok na depozici molekulárních vrstev neustále zvyšuje a byla pozorována rozmanitější škála uložených vrstev, včetně polyamidů,[8][9][10] polyiminy,[11] polymočovina,[12] polythiomočovina[13] a některé kopolymery,[14] se zvláštním zájmem o depozici hybridních filmů.

Reakční mechanismus

Podobným způsobem jako proces nanášení atomové vrstvy jsou během procesu MLD reaktanty pulzovány sekvenčním, cyklickým způsobem a všechny reakce plyn-pevná látka jsou samočinně omezeny na substrát vzorku. Každý z těchto cyklů se nazývá MLD cykly a růst vrstvy se měří jako růst na cyklus (GPC), obvykle vyjádřený v nm / cyklus nebo Å / cyklus.[1] Během modelu, dvou prekurzorových experimentů, cyklus MLD probíhá následovně:

Nejprve je prekurzor 1 pulzován v reaktoru, kde reaguje a chemisorbuje povrchové druhy na povrchu vzorku. Jakmile jsou pokryta všechna adsorpční místa a bylo dosaženo nasycení, nepřipojí se žádný další prekurzor a přebytečné prekurzorové molekuly a generované vedlejší produkty se odvedou z reaktoru, buď propláchnutím inertním plynem, nebo čerpáním komory reaktoru dolů. Pouze tehdy, když je komora řádně propláchnuta inertním plynem / čerpána na základní tlak (~ 10−6 rozsah mbar) a všechny nežádoucí molekuly z předchozího kroku byly odstraněny, může být zaveden prekurzor 2.[15] V opačném případě proces riskuje růst typu CVD, kde dva prekurzory reagují v plynné fázi před připojením k povrchu vzorku, což by vedlo k povlaku s různými vlastnostmi.

Dále je prekurzor 2 pulzován, což reaguje s předchozími molekulami prekurzoru 1 ukotvenými k povrchu. Tato povrchová reakce je opět samolimitující a poté opětovně proplachovaná / čerpaná do základního tlaku v reaktoru, zanechává za sebou vrstvu zakončenou povrchovými skupinami, které mohou v dalším cyklu opět reagovat s prekurzorem 1. V ideálním případě opakování cyklu MLD vytvoří organický / anorganický film po jedné monoatomové vrstvě najednou, což umožní vysoce konformní potahy s přesnou kontrolou tloušťky a čistotou filmu[15]

Pokud jsou kombinovány ALD a MLD, lze použít více prekurzorů v širším rozsahu, anorganických i organických.[5][6] Kromě toho mohou být do cyklů ALD / MLD zahrnuty i další reakce, například expozice plazmě nebo radikálům. Tímto způsobem lze experiment libovolně přizpůsobit podle potřeb výzkumu vyladěním počtu cyklů ALD a MLD a kroků obsažených v cyklech.[15]

Chemie procesů a povrchové reakce

Chemie prekurzorů hraje v MLD klíčovou roli. Chemické vlastnosti prekurzorových molekul řídí složení, strukturu a stabilitu uloženého hybridního materiálu. K dosažení fáze nasycení v krátkém čase a zajištění přiměřené rychlosti depozice musí prekurzory chemisorbovat na povrchu, rychle reagovat s povrchově aktivními skupinami a reagovat navzájem. Požadované reakce MLD by měly mít velký zápor ∆Hodnota G.[16][17]

Organické sloučeniny se používají jako prekurzory MLD. Pro jejich efektivní použití by prekurzor měl mít dostatečný tlak par a tepelnou stabilitu, aby mohl být transportován v plynné fázi do reakční zóny bez rozkladu. Těkavost je ovlivněna molekulovou hmotností a intermolekulárními interakcemi. Jedním z úkolů MLD je najít organický prekurzor, který má dostatečný tlak par, reaktivitu a tepelnou stabilitu. Většina organických prekurzorů má nízkou těkavost a je nutné zahřát, aby byl zajištěn dostatečný přísun páry, která se dostane do substrátu. Páteř organických prekurzorů může být flexibilní, tj. Alifatická, nebo rigidní, tj. Aromata použitá s funkčními skupinami. Organickými prekurzory jsou obvykle homo nebo heterobifunkční molekuly s -OH, -COOH, -NH2, -CONH2Funkční skupiny -CHO, -COCI, -SH, -CNO, -CN, alkeny atd. Bifunkční povaha prekurzorů je nezbytná pro kontinuální růst filmu, protože se očekává, že jedna skupina bude reagovat s povrchem a druhá bude přístupná pro reakci s dalším pulzem spolureaktantu. Připojené funkční skupiny hrají zásadní roli v reaktivitě a vazebných režimech prekurzoru a měly by být schopné reagovat s funkčními skupinami přítomnými na povrchu. Pružná páteř může bránit růstu spojitého a hustého filmu koordinací zpět, blokovat reaktivní místa a tím snižovat rychlost růstu filmu. Nalezení prekurzoru MLD se všemi výše uvedenými požadavky splněnými tedy není přímý proces.[18]

Skupiny povrchů hrají klíčovou roli jako reakční meziprodukty. Substrát je obvykle hydroxylován nebo zakončen vodíkem a hydroxylové skupiny slouží jako reaktivní linkery pro kondenzační reakce s kovy. Anorganický prekurzor reaguje s povrchově reaktivními skupinami prostřednictvím odpovídající spojovací chemie, která vede k tvorbě nových vazeb O-kov. Krok kovového prekurzoru mění povrchové zakončení a ponechává povrch s novými reaktivními místy připravenými reagovat s organickým prekurzorem. Organický prekurzor reaguje na výsledném povrchu kovalentní vazbou s kovovými místy, uvolňuje kovové ligandy a ponechává další reaktivní molekulární vrstvu připravenou pro další puls. Vedlejší produkty se uvolňují po každém adsorpčním kroku a reakce jsou shrnuty níže.[19]

Úvahy o procesu

Při provádění procesu MLD, jako varianty ALD, je třeba vzít v úvahu určité aspekty, aby se získala požadovaná vrstva s odpovídající čistotou a rychlostí růstu:

Nasycení

Před zahájením experimentu musí výzkumník vědět, zda navržený proces poskytne nasycené nebo nenasycené podmínky.[20] Pokud tyto informace nejsou známy, je prioritou je poznat, abyste měli přesné výsledky. Pokud není povolen dostatečně dlouhý čas pulzování prekurzoru, povrchová reaktivní místa vzorku nebudou mít dostatek času na reakci s plynnými molekulami a vytvoření monovrstvy, která bude převedena v nižším růstu za cyklus (GPC). K vyřešení tohoto problému lze provést saturační experiment, kde je růst filmu monitorován in situ v různých pulzních dobách prekurzoru, jehož GPC budou poté vyneseny proti pulzující době za účelem zjištění podmínek saturace.[20]

Příliš krátké doby proplachování navíc povedou ke zbývajícím prekurzorovým molekulám v komoře reaktoru, které budou reaktivní v plynné fázi směrem k novým prekurzorovým molekulám zavedeným během dalšího kroku a místo toho získají nežádoucí vrstvu pěstovanou CVD.[20]

Okno MLD

Růst filmu obvykle závisí na teplotě nanášení, na tom, co se nazývá okno MLD,[1] teplotní rozsah, ve kterém v ideálním případě zůstane růst filmu konstantní. Při práci mimo okno MLD může nastat řada problémů:

  • Při práci při nižších teplotách: omezený růst kvůli nedostatečné reaktivitě; nebo kondenzace, která bude vypadat jako vyšší GPC, než se očekávalo.[20]
  • Při práci při vyšších teplotách: prekurzorový rozklad, který má za následek nenasycení nekontrolovaného růstu; nebo desorpce, která sníží depoziční rychlosti.[20]

Navíc, i když pracujete v okně MLD, GPC se mohou někdy měnit s teplotou někdy kvůli vlivu dalších teplotně závislých faktorů, jako je difúze filmu, počet reaktivních míst nebo reakční mechanismus.[1]

Neideality

Růst bez monovrstvy

Při provádění procesu MLD obvykle není vhodný ideální případ jedné monovrstvy za cyklus. Ve skutečném světě mnoho parametrů ovlivňuje skutečnou rychlost růstu filmu, což zase produkuje neideálie, jako je růst sub-monovrstvy (depozice menší než celá vrstva za cyklus), růst ostrovů a koalescence ostrovů.[20]

Účinky substrátu

Během procesu MLD bude růst filmu obvykle dosahovat konstantní hodnoty (GPC). Během prvních cyklů však přicházející prekurzorové molekuly nebudou interagovat s povrchem vypěstovaného materiálu, ale spíše s holým substrátem, a tak podstoupí různé chemické reakce s různými reakčními rychlostmi. V důsledku toho mohou růstové rychlosti zaznamenat zlepšení substrátu (rychlejší reakce substrátu než reakce filmu), a tedy vyšší GPC v prvních cyklech; nebo inhibice substrátu (pomalejší reakce na substrátu než reakce na filmu), doprovázená na začátku poklesem GPC. V každém případě mohou být rychlosti růstu procesu v obou případech v některých depozicích velmi podobné.[21]

Nižší než očekávaný růst

U MLD není divné pozorovat, že experimenty často přinášejí nižší než očekávané rychlosti růstu. Důvod je založen na několika faktorech,[22] jako:

  • Naklonění molekuly: organické molekuly s dlouhými řetězci jsou náchylné k tomu, aby nezůstávaly úplně kolmo k povrchu, což snižuje počet povrchových míst.
  • Bidentátní ligandy: když má reagující molekula dvě funkční skupiny, může se ohnout a reagovat se dvěma povrchovými místy místo toho, aby zůstala přímo na povrchu. To se ukázalo například pro titanikony pěstované s ethylenglykolem a glycerolem. Protože glycerol má ve srovnání s ethylenglykolem další hydroxylovou skupinu a je schopen poskytnout extra reaktivní hydroxylovou skupinu v případě dvojité reakce koncových hydroxylových skupin s povrchem.[23]
  • Sterická překážka: organické prekurzory jsou často objemné a při připojení k povrchu mohou pokrýt několik povrchových skupin.
  • Dlouhé doby pulzování: organické prekurzory mohou mít velmi nízké tlaky par a pro dosažení nasycení může být nutná velmi dlouhá doba pulzování. Kromě toho jsou obvykle zapotřebí dlouhé promývací doby, aby se následně odstranily všechny nezreagované molekuly z komory.
  • Nízké teploty: ke zvýšení tlaku par prekurzoru by někdo mohl myslet na zvýšení jeho teploty. Organické prekurzory jsou nicméně obvykle velmi tepelně křehké a zvýšení teploty může vyvolat rozklad.
  • Plynná fáze: mnoho organických reakcí se obvykle provádí v kapalné fázi, a proto jsou závislé na acidobazických interakcích nebo solvatačních účincích. Tyto účinky nejsou přítomny v plynné fázi a v důsledku toho mnoho procesů přinese nižší reakční rychlosti nebo přímo nebude možné.[1]

Tomuto jevu se lze co nejvíce vyhnout použitím organických prekurzorů s tuhými páteři[24] nebo s více než dvěma funkčními skupinami,[23] pomocí tříkrokové reakční sekvence,[25] nebo pomocí prekurzorů, ve kterých dochází k reakcím otevření kruhu.[26]

Fyzikální stav prekurzorů

Tekuté prekurzory

Vysoká volatilita a snadná manipulace činí z kapalných prekurzorů preferovanou volbu pro ALD / MLD. Prekurzory kapalin mají obecně dostatečně vysoké tlaky par při teplotě místnosti, a proto vyžadují pouze omezený ohřev. Rovněž nejsou náchylní k běžným problémům s pevnými prekurzory, jako je spékání, změna velikosti částic, usměrňování a poskytují konzistentní a stabilní dodávku par. Proto se některé pevné prekurzory s nízkou teplotou tání obvykle používají v kapalném stavu.

Nosný plyn se obvykle používá k přenosu prekurzorové páry ze zdroje do reaktoru. Páry prekurzoru mohou být přímo unášeny do tohoto nosného plynu pomocí solenoidových a jehlových ventilů.[27] Na druhé straně může být nosný plyn protékován přes prostor hlavy nádoby obsahující prekurzor nebo probubláván prekurzorem. V případě posledně jmenovaného se velmi často používají probublávací bubny. Sestava obsahuje dutou trubici (vstup), která se otevírá téměř na dně uzavřené ampule naplněné prekurzorem a výstup na horní části ampule. Trubkou je probubláván kapalinou inertní nosný plyn, jako je dusík / argon, a je veden do reaktoru za výstupem. Díky relativně rychlé kinetice odpařování kapalin je odcházející nosný plyn téměř nasycen parami prekurzoru. Přívod páry do reaktoru lze regulovat nastavením průtoku nosného plynu, teploty prekurzoru a v případě potřeby jej lze dále ředit po potrubí. Musí být zajištěno, aby přípojky po proudu od bubbleru byly udržovány na dostatečně vysokých teplotách, aby se zabránilo kondenzaci prekurzoru. Nastavení lze také použít v prostorových reaktorech, které vyžadují extrémně vysokou, stabilní a konstantní dodávku par prekurzoru.

V konvenčních reaktorech mohou být zadržovací články také použity jako dočasný rezervoár prekurzorových par.[28][29] V takovém nastavení je buňka původně evakuována. Poté se otevře zdroj prekurzoru a nechá se naplnit výpary prekurzoru. Buňka je poté odříznuta od zdroje prekurzoru. V závislosti na tlaku v reaktoru může být článek poté natlakován inertním plynem. Nakonec se buňka otevře do reaktoru a předá se prekurzor. Tento cyklus plnění a vyprazdňování zadržovací (úložné) buňky lze synchronizovat s ALD cyklem. Nastavení není vhodné pro prostorové reaktory, které vyžadují nepřetržitý přísun páry.

Pevné prekurzory

Pevné prekurzory nejsou tak běžné jako kapalné, ale stále se používají. Velmi častým příkladem pevného prekurzoru, který má potenciální aplikace v ALD pro polovodičový průmysl, je Tri Methyl Indium (TMIn). U MLD mohou některé pevné spolureaktanty, jako je p-aminofenol, hydrochinon, p-fenylendiamin, překonat problém dvojitých reakcí, kterým čelí kapalné reaktanty, jako je ethylenglykol. Jejich aromatickou páteř lze připsat jako jeden z důvodů. Rychlost růstu získaná z těchto prekurzorů je obvykle vyšší než u prekurzorů s flexibilními páteřními kostmi.

Většina pevných prekurzorů však má relativně nízké tlaky par a pomalou kinetiku odpařování.

Pro časová nastavení je prekurzor obvykle plněn ve vyhřívaném člunu a páry nad hlavou jsou smeteny do reaktoru nosným plynem. Kinetika pomalého odpařování však znesnadňuje dosažení rovnovážných tlaků par. Aby se zajistilo maximální nasycení nosného plynu parami prekurzoru, musí být kontakt mezi nosným plynem a prekurzorem dlouhý a dostatečný. K tomuto účelu lze použít jednoduchou bublinkovou trubici, která se běžně používá pro kapaliny. Konzistence v dodávce par z takového zařízení je však náchylná k odpařovacímu / sublimativnímu chlazení prekurzoru,[30][31] spekulace prekurzoru, směrování nosného plynu,[32] změny morfologie prekurzoru a změny velikosti částic.[32] Rovněž vyfukování vysokých toků nosného plynu pevným prekurzorem může vést k tomu, že malé částice budou odváděny do reaktoru nebo do následného filtru, čímž dojde k jeho ucpání. Aby se předešlo těmto problémům, může být prekurzor nejprve rozpuštěn v netěkavé inertní kapalině nebo v ní suspendován a roztok / suspenze pak může být použit v bublinkové sestavě.[33]

Kromě toho byly pro pevné prekurzory navrženy také některé speciální systémy pro dodávání par, které zajišťují stabilní a konzistentní dodávání prekurzorových par pro delší trvání a vyšší průtoky nosiče.[32][34]

Plynné prekurzory

ALD / MLD jsou procesy v plynné fázi. Proto se požaduje, aby se prekurzory zaváděly do reakčních zón v plynné formě. Prekurzor, který již existuje v plynném fyzickém stavu, by jeho transport do reaktoru učinil velmi přímým a bezproblémovým. Například nebude nutné zahřívat prekurzor, čímž se sníží riziko kondenzace. Prekurzory jsou však zřídka dostupné v plynném stavu. Na druhou stranu jsou některé ALD ko-reaktanty dostupné v plynné formě. Mezi příklady patří H2S používaný pro sulfidové filmy;[35] NH3 používá se pro nitridové fólie;[36] plazmy O2[37] a O.3 [38] k výrobě oxidů. Nejběžnějším a nejpřímějším způsobem regulace dodávky těchto spolureaktantů do reaktoru je použití regulátoru hmotnostního toku připojeného mezi zdrojem a reaktorem. Mohou být také zředěny inertním plynem, aby se reguloval jejich parciální tlak.

Charakterizace filmu

Postupem času se vyvinulo několik charakterizačních technik, protože se zvýšila poptávka po vytváření ALD / MLD filmů pro různé aplikace. To zahrnuje laboratorní charakterizaci a efektivní rentgenové techniky založené na synchrotronu.

Laboratorní charakterizace

Vzhledem k tomu, že oba dodržují podobný protokol, téměř všechny charakterizace použitelné pro ALD obecně platí také pro MLD. Mnoho vlastností bylo použito k charakterizaci vlastností MLD filmu, jako je tloušťka, drsnost povrchu a rozhraní, složení a morfologie. Tloušťka a drsnost (povrch a rozhraní) dospělého filmu MLD jsou nanejvýš důležité a obvykle se charakterizují ex-situ podle Rentgenová odrazivost (XRR).[39] In situ techniky nabízejí jednodušší a efektivnější charakterizaci než jejich ex-situ protějšky, mezi nimiž spektroskopická elipsometrie (SE)[40] a mikrováha s křemenným krystalem (QCM)[41] se staly velmi populárními pro měření tenkých vrstev od několika angstromů po několik mikrometrů s výjimečnou kontrolou tloušťky.[42][43]

Rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS)[44] a Rentgenová difraktometrie (XRD)[45] jsou široce používány k získání vhledu do složení filmu a krystalinity, v uvedeném pořadí mikroskopie atomové síly (AFM)[46] a rastrovací elektronová mikroskopie (SEM)[47] jsou často využívány k pozorování drsnosti a morfologie povrchu. Protože MLD se většinou zabývá hybridními materiály, které obsahují organické i anorganické složky, Infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR)[48] je důležitým nástrojem k pochopení nové funkční skupiny přidané nebo odstraněné během cyklů MLD a je také účinným nástrojem k objasnění základních chemických nebo povrchových reakcí[25] během každého dílčího cyklu procesu MLD.

Charakterizace založená na synchrotronu

A synchrotron je nesmírně silný zdroj rentgenových paprsků, který dosahuje energetické úrovně, které nelze dosáhnout v laboratorním prostředí. Produkuje synchrotronové záření, elektromagnetické záření emitované, když nabité částice procházejí radiálním zrychlením, jehož vysoké úrovně výkonu nabízejí hlubší pochopení procesů a vedou k nejmodernějším výstupům výzkumu.[49] Charakterizace založené na synchrotronu také nabízejí potenciální příležitosti pro pochopení základní chemie a rozvoj základních znalostí o procesech MLD a jejich potenciálních aplikacích.[50][51] Kombinace in situ Rentgenová fluorescence (XRF)[52] a Dopad pastvy na malý úhel rentgenového rozptylu (GISAXS)[53] byla prokázána jako úspěšná metodologie pro učení se nukleaci a růstu během ALD procesů[54][55] a ačkoli tato kombinace dosud nebyla podrobně zkoumána pro studium procesů MLD, má velký potenciál pro zlepšení porozumění počáteční nukleaci a vnitřní struktuře hybridních materiálů vyvinutých MLD nebo infiltrací v plynné fázi (VPI).[56]

Potenciální aplikace

Hlavní aplikace hybridních materiálů konstruovaných v molekulárním měřítku závisí na jejich synergických vlastnostech, které překonávají individuální výkon jejich anorganických a organických složek. Hlavní oblasti použití materiálů uložených v MLD jsou[57]

  • Balení / zapouzdření: nanášení ultratenkých, bezdírkových a pružných povlaků se zlepšenými mechanickými vlastnostmi (pružnost, roztažitelnost, snížená křehkost). Jedním příkladem jsou plynové bariéry na organických světelných diodách (OLED).
  • Elektronika: Krejčovství materiálů se speciálními mechanickými a dielektrickými vlastnostmi, jako jsou pokročilé integrované obvody, které vyžadují zvláštní izolátory, nebo flexibilní tenkovrstvé tranzistory s dielektrikami s vysokým hradlem. Také využití energie zbytečné jako teplo jako elektrická energie s určitými termoelektrickými zařízeními.
  • Biomedicínské aplikace: ke zlepšení buněčného růstu, lepší adheze nebo naopak, vytváření materiálů s antibakteriálními vlastnostmi. Mohou být použity v oblastech výzkumu, jako je snímání, diagnostika nebo podávání léků.

Kombinace anorganických a organických stavebních bloků v molekulárním měřítku se ukázala jako náročná kvůli různým přípravným podmínkám potřebným pro vytváření anorganických a organických sítí. Aktuální trasy jsou často založeny na chemii řešení, např. syntéza sol-gel v kombinaci s odstřeďováním, máčením nebo stříkáním, k nimž je alternativou MLD.

Použití MLD pro dielektrické materiály.

Low-k

The dielektrická konstanta (k) média je definován jako poměr kapacit kondenzátorů s médiem a bez média.[58] V dnešní době se zpoždění, přeslech a ztráta energie způsobené odporem kovového propojení a dielektrickou vrstvou nanoscale zařízení staly hlavními faktory, které omezují výkon zařízení a při dalším zmenšování elektronických zařízení propojují odporovou kapacitu (RC ) Zpoždění může dominovat celkové rychlosti zařízení. K vyřešení tohoto problému je současná práce zaměřena na minimalizaci dielektrické konstanty materiálů kombinací anorganických a organických materiálů,[59] jehož snížená kapacita umožňuje zmenšení rozestupu mezi kovovými linkami a tím i schopnost snížit počet kovových vrstev v zařízení. U těchto druhů materiálů musí být organická část tvrdá a odolná a pro tento účel se běžně používají oxidy a fluoridy kovů. Jelikož jsou však tyto materiály křehčí, přidávají se také organické polymery, které poskytují hybridnímu materiálu nízkou dielektrickou konstantu, dobrou intersticiální schopnost, vysokou rovinnost, nízké zbytkové napětí, nízkou tepelnou vodivost. V současném výzkumu je velké úsilí věnováno přípravě materiálů s nízkým obsahem k podle MLD s hodnotou k menší než 3.[60]

High-k

Nový organický tenkovrstvé tranzistory vyžadují vysoce výkonnou dielektrickou vrstvu, která by měla být tenká a mít vysokou hodnotu k. MLD umožňuje vyladění vysoké k a dielektrické pevnosti změnou množství a poměru organických a anorganických složek. Kromě toho použití MLD umožňuje dosáhnout lepších mechanických vlastností z hlediska flexibility.

Byla již vyvinuta různá hybridní dielektrika: zinkonové hybridy z terc-butoxidu zirkoničitého (ZTB) a ethylenglykolu (EG);[61] Al2Ó3 hybridy na bázi, jako jsou samo-sestavené vrstvy oktenyltrichlorosilanu (OTS) s uloženým MLD a Al2Ó3 linkery.[62] Dále dielektrický hybrid na bázi Ti od TiCl4 a kyselina fumarová prokázaly svou použitelnost v kondenzátorech s nabíjecí pamětí.[63]

MLD pro porézní materiály

MLD má vysoký potenciál pro ukládání porézních hybridních organicko-anorganických a čistě organických filmů, jako jsou např Metal-Organic Frameworks (MOF) a Kovalentně-organické rámce (COF). Díky definované struktuře pórů a chemické laditelnosti se očekává, že tenké vrstvy těchto nových materiálů budou začleněny do příští generace plynových senzorů a dielektrik s nízkým k.[64][65] Tenké vrstvy MOF a COF se obvykle pěstují cestou založenou na rozpouštědlech, která je škodlivá v prostředí čistých prostor a může způsobit korozi již existujících obvodů.[64] Jako technika kompatibilní s čistým prostorem představuje MLD atraktivní alternativu, která dosud nebyla plně realizována. K dnešnímu dni neexistují žádné zprávy o přímém MLD MOF a COF. Vědci aktivně vyvíjejí další metody bez plynných fází bez obsahu rozpouštědel směrem ke skutečnému procesu MLD.

Jedním z prvních příkladů procesu podobného MLD je takzvaný „MOF-CVD“. Poprvé byl realizován pro ZIF-8 s využitím dvoustupňového procesu: ALD ZnO následovaného expozicí párám linkeru 2-methylimidazolu.[66] Později byla rozšířena na několik dalších MOF.[67][68] MOF-CVD je metoda jednokomorové depozice a zúčastněné reakce mají samy omezující povahu a silně se podobají typickému procesu MLD.

Pokus provést přímou MLD MOF sekvenčními reakcemi kovového prekurzoru a organického linkeru obvykle vede k hustému a amorfnímu filmu. Některé z těchto materiálů mohou sloužit jako prekurzor MOF po specifické následné úpravě v plynné fázi. Tento dvoustupňový proces představuje alternativu k MOF-CVD. Byla úspěšně realizována pro několik prototypů MOF: IRMOF-8,[69] MOF-5,[70] UiO-66,[71] Ačkoli je krok následné úpravy pro krystalizaci MOF nezbytný, často vyžaduje drsné podmínky (vysoká teplota, korozivní páry), které vedou k drsným a nejednotným filmům. Pro průmyslové aplikace je vysoce žádoucí depozice s nulovou až minimální následnou úpravou.

MLD pro vodivé materiály.

Vodivé a pružné fólie mají zásadní význam pro mnoho nově se objevujících aplikací, jako jsou displeje, nositelná zařízení, fotovoltaika, osobní lékařské přístroje atd. Například hybrid zinku je úzce spjat s fólií ZnO, a proto může kombinovat vodivost ZnO s flexibilita organické vrstvy. Zinkony lze ukládat z diethylzinku (DEZ), hydrochinonu (HQ) a vody za vzniku molekulárního řetězce ve formě (-Zn-O-fenylen-O-)n, což je elektrický vodič.[72] Měření čistého ZnO filmu ukázaly vodivost ~ 14 S / m, zatímco MLD zinkon ukázal ~ 170 S / m, což ukazuje značné zvýšení vodivosti v hybridní slitině o více než jeden řád.

MLD pro skladování energie

MLD povlaky pro bateriové elektrody

Jednou z hlavních aplikací MLD v oblasti baterií je potahování bateriových elektrod hybridními (organicko-anorganickými) povlaky. Hlavním důvodem je, že tyto povlaky mohou potenciálně chránit elektrody před hlavními zdroji degradace, aniž by se rozbily. Tyto povlaky jsou pružnější než čistě anorganické materiály. Proto schopnost vyrovnat se s expanzí objemu, ke které dochází v bateriových elektrodách při nabíjení a vybíjení.

  • MLD povlaky na anodách: Implementace křemíkových anod do baterií je mimořádně zajímavá díky své vysoké teoretické kapacitě (4200 mAh / g). Obrovská změna objemu při legování a rozdvojování lithia je však velkým problémem, protože vede k degradaci křemíkových anod. MLD tenké filmové povlaky, jako jsou Alucones (AL-GL, AL-HQ), mohou být použity na křemík jako pufrovací matice, kvůli vysoké flexibilitě a houževnatosti. Proto uvolnění objemové expanze pro Si anodu a vedoucí k výraznému zlepšení cyklistického výkonu.[73][74]
  • MLD povlaky na katodách: Li sírové baterie jsou velmi zajímavé díky své vysoké hustotě energie, což je slibné pro aplikace, jako jsou elektrická vozidla (EV) a hybridní elektrická vozidla (HEV). Avšak jejich špatná životnost v důsledku rozpuštění polysulfidů z katody je škodlivá pro výkon baterie. Tato skutečnost spolu s velkým rozšířením objemu jsou některé z hlavních faktorů, které vedou ke špatnému elektrochemickému výkonu. K řešení těchto problémů byly úspěšně použity hliníkové povlaky (AL-EG) na sirných katodách.[50][75]

MLD pro termoelektrické materiály

Atomová / molekulární vrstva (ALD / MLD) jako technologie nanášení na tenký film s vysokou přesností a kontrolou vytváří tuto příležitost k výrobě velmi dobrých hybridních anorganicko-organických superlattických struktur. Přidání organických bariérových vrstev dovnitř anorganické mřížky termoelektrických materiálů zlepšuje termoelektrickou účinnost. Výše uvedený jev je výsledkem kalicího účinku, který mají organické bariérové ​​vrstvy na fonony. V důsledku toho mohou elektrony, které jsou hlavně zodpovědné za elektrický transport přes mřížku, procházet organickými vrstvami většinou neporušené, zatímco fonony, které jsou zodpovědné za tepelný transport, budou do určité míry potlačeny. V důsledku toho budou mít výsledné filmy lepší termoelektrickou účinnost.

Praktický výhled

Předpokládá se, že aplikace bariérových vrstev spolu s dalšími metodami pro zvýšení termoelektrické účinnosti může pomoci vyrobit netoxické, flexibilní, levné a stabilní termoelektrické moduly. Jedním z takových případů jsou termoelektrické oxidy prvků bohatých na Zemi. Tyto oxidy mají ve srovnání s jinými termoelektrickými materiály nižší termoelektricitu díky své vyšší tepelné vodivosti. Proto je přidání bariérových vrstev pomocí ALD / MLD dobrou metodou k překonání této negativní vlastnosti oxidů.

MLD pro biomedicínské aplikace

Bioaktivní a biokompatibilní povrchy

MLD lze také použít k návrhu bioaktivních a biokompatibilních povrchů pro cílené buněčné a tkáňové reakce. Bioaktivní materiály zahrnují materiály pro regenerativní medicínu, tkáňové inženýrství (tkáňové lešení), biosenzory atd. Důležitými faktory, které mohou ovlivnit interakci mezi buňkou a povrchem a imunitní reakci systému, jsou chemie povrchu (např. Funkční skupiny, povrchový náboj a smáčivost) a topografie povrchu.[76] Pochopení těchto vlastností je zásadní pro řízení připojení a proliferace buňky a výsledné bioaktivity povrchů. Kromě toho je výběr organických stavebních bloků a typu biomolekul (např. Proteinů, peptidů nebo polysacharidů) během tvorby bioaktivních povrchů klíčovým faktorem buněčné odezvy povrchu. MLD umožňuje budování bioaktivních, přesných struktur kombinací takových organických molekul s anorganickými biokompatibilními prvky, jako je titan. Použití MLD pro biomedicínské aplikace není široce studováno a je slibnou oblastí výzkumu. Tato metoda umožňuje povrchovou modifikaci, a tak může povrch funkcionalizovat.

Nedávná studie publikovaná v roce 2017 použila MLD k vytvoření bioaktivního lešení kombinací titanových shluků s aminokyselinami, jako je glycin, kyselina L-asparagová a L-arginin jako organické linkery, aby se zvýšila proliferace pohárkových buněk spojivek.[77] Tato nová skupina organicko-anorganických hybridních materiálů byla nazývána titamináty. Bioaktivní hybridní materiály, které obsahují titan a primární nukleové báze, jako je thymin, uracil a adenin, vykazují vysokou (> 85%) životaschopnost buněk a potenciální uplatnění v oblasti tkáňového inženýrství.[78][79]

Antimicrobial surfaces

Hospital-acquired infections caused by pathogenic microorganisms such as bacteria, viruses, parasites or fungi, are a major problem in modern healthcare.[80] A large number of these microbes developed the ability to stop popular antimicrobial agents (such as antibiotics and antivirals) from working against them. To overcome the increasing problem of antimicrobial resistance, it has become necessary to develop alternative and effective antimicrobial technologies to which pathogens will not be able to develop resistance.

One possible approach is to cover a surface of medical devises with antimicrobial agents e.g. photosensitive organic molecules. In the method called antimicrobial photodynamic inactivation[81] (aPDI), photosensitive organic molecules utilise light energy to form highly reactive oxygen species that oxidize biomolecules (like proteins, lipids and nucleic acids) leading to the pathogen death.[82][83] Furthermore, aPDI can locally treat the infected area, which is an advantage for small medical devices like dental implants. MLD is a suitable technique to combine such photosensitive organic molecules like aromatic acids with biocompatible metal clusters (i.e. zirconium or titanium) to create light-activated antimicrobial coatings with controlled thickness and accuracy. The recent studies show that the MLD-fabricated surfaces based on 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and Zr-O clusters were successfully used against Enterococcus faecalis in the presence of UV-A irradiation.[84]

Výhody a omezení

Výhody

The main advantage of molecular layer deposition relates to its slow, cyclical approach. While other techniques may yield thicker films in shorter times, molecular layer deposition is known for its thickness control at Angstrom level precision. In addition, its cyclical approach yields films with excellent conformality, making it suitable for the coating of surfaces with complex shapes. The growth of multilayers consisting of different materials is also possible with MLD, and the ratio of organic/inorganic hybrid films can easily be controlled and tailored to the research needs.

Omezení

As well as in the previous case, the main disadvantage of molecular layer deposition is also related to it slow, cyclical approach. Since both precursors are pulsed sequentially during each cycle, and saturation needs to be achieved each time, the time required in order to obtain a film thick enough can easily be in the order of hours, if not days. In addition, before depositing the desired films it is always necessary to test and optimise all parameters for it to yield successful results.

In addition, another issue related to hybrid films deposited via MLD is their stability. Hybrid organic/inorganic films can degrade or shrink in H2O. However, this can be used to facilitate the chemical transformation of the films. Modifying the MLD surface chemistries can provide a solution to increase the stability and mechanical strength of hybrid films.

In terms of cost, regular molecular layer deposition equipment can cost between $200,000 and $800,000. What's more, the cost of the precursors used needs to be taken into consideration.[85]

Similar to the atomic layer deposition case, there are some rather strict chemical limitations for precursors to be suitable for molecular layer deposition.

MLD precursors must have[86]

  • Sufficient volatility
  • Aggressive and complete reactions
  • Thermal stability
  • No etching of the film or substrate material
  • Sufficient purity

In addition, it is advisable to find precursors with the following characteristics:

  • Gases or highly volatile liquids
  • High GPC
  • Unreactive, volatile byproducts
  • Levný
  • Easy to synthesise and handle
  • Netoxický
  • Přátelský k životnímu prostředí

Reference

  1. ^ A b C d E Sundberg P, Karppinen M (22 July 2014). "Organic and inorganic-organic thin film structures by molecular layer deposition: A review". Beilstein Journal of Nanotechnology. 5: 1104–36. doi:10.3762/bjnano.5.123. PMC  4143120. PMID  25161845.
  2. ^ Ahvenniemi E, Akbashev AR, Ali S, Bechelany M, Berdova M, Boyadjiev S, et al. (Leden 2017). "Review Article: Recommended reading list of early publications on atomic layer deposition—Outcome of the 'Virtual Project on the History of ALD'". Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films. 35 (1): 010801. Bibcode:2017JVSTA..35a0801A. doi:10.1116/1.4971389.
  3. ^ "Virtual project on the history of ALD". VPHA.
  4. ^ Yoshimura T, Tatsuura S, Sotoyama W (22 July 1991). "Polymer films formed with monolayer growth steps by molecular layer deposition". Aplikovaná fyzikální písmena. 59 (4): 482–484. Bibcode:1991ApPhL..59..482Y. doi:10.1063/1.105415.
  5. ^ A b Meng X (2017). "An overview of molecular layer deposition for organic and organic–inorganic hybrid materials: mechanisms, growth characteristics, and promising applications". Journal of Materials Chemistry A. 5 (35): 18326–18378. doi:10.1039/C7TA04449F.
  6. ^ A b Lee BH, Ryu MK, Choi SY, Lee KH, Im S, Sung MM (December 2007). "Rapid vapor-phase fabrication of organic-inorganic hybrid superlattices with monolayer precision". Journal of the American Chemical Society. 129 (51): 16034–41. doi:10.1021/ja075664o. PMID  18047337.
  7. ^ Dameron AA, Seghete D, Burton BB, Davidson SD, Cavanagh AS, Bertrand JA, George SM (May 2008). "Molecular Layer Deposition of Alucone Polymer Films Using Trimethylaluminum and Ethylene Glycol". Chemie materiálů. 20 (10): 3315–3326. doi:10.1021/cm7032977.
  8. ^ Shao HI, Umemoto S, Kikutani T, Okui N (January 1997). "Layer-by-layer polycondensation of nylon 66 by alternating vapour deposition polymerization". Polymer. 38 (2): 459–462. doi:10.1016/S0032-3861(96)00504-6.
  9. ^ Adamczyk NM, Dameron AA, George SM (March 2008). "Molecular layer deposition of poly(p-phenylene terephthalamide) films using terephthaloyl chloride and p-phenylenediamine". Langmuir. 24 (5): 2081–9. doi:10.1021/la7025279. PMID  18215079.
  10. ^ Peng Q, Efimenko K, Genzer J, Parsons GN (July 2012). "Oligomer orientation in vapor-molecular-layer-deposited alkyl-aromatic polyamide films". Langmuir. 28 (28): 10464–70. doi:10.1021/la3017936. PMID  22765908.
  11. ^ Yoshimura T, Kudo Y (16 January 2009). "Monomolecular-Step Polymer Wire Growth from Seed Core Molecules by the Carrier-Gas-Type Molecular Layer Deposition". Aplikovaná fyzika Express. 2 (1): 015502. Bibcode:2009APExp...2a5502Y. doi:10.1143/APEX.2.015502.
  12. ^ Loscutoff PW, Zhou H, Clendenning SB, Bent SF (January 2010). "Formation of organic nanoscale laminates and blends by molecular layer deposition". ACS Nano. 4 (1): 331–41. doi:10.1021/nn901013r. PMID  20000603.
  13. ^ Loscutoff PW, Lee HB, Bent SF (12 October 2010). "Deposition of Ultrathin Polythiourea Films by Molecular Layer Deposition". Chemie materiálů. 22 (19): 5563–5569. doi:10.1021/cm1016239.
  14. ^ Sabapathy RC, Crooks RM (October 2000). "Synthesis of a Three-Layer Organic Thin Film Prepared by Sequential Reactions in the Absence of Solvents". Langmuir. 16 (20): 7783–7788. doi:10.1021/la000603o.
  15. ^ A b C How Atomic Layer Deposition (ALD) works na Youtube
  16. ^ Leskelä M, Ritala M (April 2002). "Atomic layer deposition (ALD): from precursors to thin film structures". Tenké pevné filmy. 409 (1): 138–146. Bibcode:2002TSF...409..138L. doi:10.1016/s0040-6090(02)00117-7.
  17. ^ Sundberg P, Karppinen M (2014-07-22). "Organic and inorganic-organic thin film structures by molecular layer deposition: A review". Beilstein Journal of Nanotechnology. 5: 1104–36. doi:10.3762/bjnano.5.123. PMC  4143120. PMID  25161845.
  18. ^ Sundberg P, Karppinen M (2014-07-22). "Organic and inorganic-organic thin film structures by molecular layer deposition: A review". Beilstein Journal of Nanotechnology. 5: 1104–36. doi:10.3762/bjnano.5.123. PMID  25161845. S2CID  18351209.
  19. ^ Meng X (2017). "An overview of molecular layer deposition for organic and organic–inorganic hybrid materials: mechanisms, growth characteristics, and promising applications". Journal of Materials Chemistry A. 5 (35): 18326–18378. doi:10.1039/c7ta04449f. ISSN  2050-7488.
  20. ^ A b C d E F Puurunen RL (15 June 2005). "Chemie povrchu depozice atomové vrstvy: Případová studie pro proces trimethylaluminium / voda". Journal of Applied Physics. 97 (12): 121301–121301–52. Bibcode:2005JAP .... 97l1301P. doi:10.1063/1.1940727.
  21. ^ "Atomic Layer Deposition Process Development – 10 steps to successfully develop, optimize and characterize ALD recipes – Atomic Limits". Citováno 2019-02-14.
  22. ^ George SM, Yoon B, Dameron AA (April 2009). "Surface chemistry for molecular layer deposition of organic and hybrid organic-inorganic polymers". Účty chemického výzkumu. 42 (4): 498–508. CiteSeerX  10.1.1.628.4492. doi:10.1021/ar800105q. PMID  19249861.
  23. ^ A b Van de Kerckhove K, Mattelaer F, Deduytsche D, Vereecken PM, Dendooven J, Detavernier C (January 2016). "Molecular layer deposition of "titanicone", a titanium-based hybrid material, as an electrode for lithium-ion batteries". Daltonské transakce. 45 (3): 1176–84. doi:10.1039/c5dt03840e. PMID  26662179.
  24. ^ Nilsen O, Klepper K, Nielsen H, Fjellvaåg H (2008). "Deposition of Organic- Inorganic Hybrid Materials by Atomic Layer Deposition". Transakce ECS. ECS. 16 (4): 3–14. Bibcode:2008ECSTr..16d...3N. doi:10.1149/1.2979975.
  25. ^ A b Yoon B, Seghete D, Cavanagh AS, George SM (2009-11-24). "Molecular Layer Deposition of Hybrid Organic−Inorganic Alucone Polymer Films Using a Three-Step ABC Reaction Sequence". Chemie materiálů. 21 (22): 5365–5374. doi:10.1021/cm9013267. ISSN  0897-4756.
  26. ^ Keskiväli L, Putkonen M, Puhakka E, Kenttä E, Kint J, Ramachandran RK, et al. (Červenec 2018). "Molecular Layer Deposition Using Ring-Opening Reactions: Molecular Modeling of the Film Growth and the Effects of Hydrogen Peroxide". ACS Omega. 3 (7): 7141–7149. doi:10.1021/acsomega.8b01301. PMC  6644646. PMID  31458876.
  27. ^ Elam JW, Groner MD, George SM (August 2002). "Viscous flow reactor with quartz crystal microbalance for thin film growth by atomic layer deposition". Recenze vědeckých přístrojů. 73 (8): 2981–2987. Bibcode:2002RScI...73.2981E. doi:10.1063/1.1490410. ISSN  0034-6748.
  28. ^ Mousa MB, Oldham CJ, Jur JS, Parsons GN (January 2012). "Effect of temperature and gas velocity on growth per cycle during Al 2 O 3 and ZnO atomic layer deposition at atmospheric pressure". Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films. 30 (1): 01A155. Bibcode:2012JVSTA..30aA155M. doi:10.1116/1.3670961.
  29. ^ Jur JS, Parsons GN (February 2011). "Atomic layer deposition of Al(2)O(3) and ZnO at atmospheric pressure in a flow tube reactor". ACS Applied Materials & Interfaces. 3 (2): 299–308. doi:10.1021/am100940g. PMID  21265563.
  30. ^ Love A, Middleman S, Hochberg AK (March 1993). "The dynamics of bubblers as vapor delivery systems". Journal of Crystal Growth. 129 (1–2): 119–133. Bibcode:1993JCrGr.129..119L. doi:10.1016/0022-0248(93)90441-X.
  31. ^ Woelk E, DiCarlo R (May 2014). "Control of vapor feed from liquid precursors to the OMVPE process". Journal of Crystal Growth. 393: 32–34. Bibcode:2014JCrGr.393...32W. doi:10.1016/j.jcrysgro.2013.10.020.
  32. ^ A b C Timmons M, Rangarajan P, Stennick R (December 2000). "A study of cylinder design for solid OMVPE sources". Journal of Crystal Growth. 221 (1–4): 635–639. Bibcode:2000JCrGr.221..635T. doi:10.1016/S0022-0248(00)00791-0.
  33. ^ Frigo DM, Van Berkel WW, Maassen WA, van Mier GP, Wilkie JH, Gal AW (November 1992). "A method for dosing solid sources for MOVPE: excellent reproducibility of dosimetry from a saturated solution of trimethylindium". Journal of Crystal Growth. 124 (1–4): 99–105. Bibcode:1992JCrGr.124...99F. doi:10.1016/0022-0248(92)90444-N.
  34. ^ Andre CL, El-Zein N, Tran N (January 2007). "Bubbler for constant vapor delivery of a solid chemical". Journal of Crystal Growth. 298: 168–171. Bibcode:2007JCrGr.298..168A. doi:10.1016/j.jcrysgro.2006.10.018.
  35. ^ Suntola T, Hyvarinen J (August 1985). "Atomic Layer Epitaxy". Výroční přehled vědy o materiálech. 15 (1): 177–195. Bibcode:1985AnRMS..15..177S. doi:10.1146/annurev.ms.15.080185.001141. ISSN  0084-6600.
  36. ^ Kumagai Y, Mayumi M, Koukitu A, Seki H (June 2000). "In situ gravimetric monitoring of halogen transport atomic layer epitaxy of cubic-GaN". Aplikovaná věda o povrchu. 159–160 (1–2): 427–431. Bibcode:2000ApSS..159..427K. doi:10.1016/S0169-4332(00)00120-3.
  37. ^ Hoex B, Heil SB, Langereis E, van de Sanden MC, Kessels WM (2006-07-24). "Ultralow surface recombination of c-Si substrates passivated by plasma-assisted atomic layer deposited Al2O3". Aplikovaná fyzikální písmena. 89 (4): 042112. Bibcode:2006ApPhL..89d2112H. doi:10.1063/1.2240736. ISSN  0003-6951.
  38. ^ Kim JB, Kwon DR, Chakrabarti K, Lee C, Oh KY, Lee JH (December 2002). "Improvement in Al2O3 dielectric behavior by using ozone as an oxidant for the atomic layer deposition technique". Journal of Applied Physics. 92 (11): 6739–6742. Bibcode:2002JAP .... 92,6739 tis. doi:10.1063/1.1515951. ISSN  0021-8979.
  39. ^ Fujii Y (2013-07-31). "Recent Developments in the X-Ray Reflectivity Analysis for Rough Surfaces and Interfaces of Multilayered Thin Film Materials". Journal of Materials. 2013: 1–20. doi:10.1155/2013/678361. ISSN  2314-4866.
  40. ^ Tompkins HG, Irene EA (2005). "Předmluva". Příručka elipsometrie. Elsevier. str. xv – xvi. doi:10.1016/b978-081551499-2.50002-2. ISBN  978-0-8155-1499-2.
  41. ^ O'Sullivan CK, Guilbault GG (December 1999). "Commercial quartz crystal microbalances – theory and applications". Biosensors and Bioelectronics. 14 (8–9): 663–670. doi:10.1016/s0956-5663(99)00040-8. ISSN  0956-5663.
  42. ^ Dameron A, Seghete D, Burton BB, Davidson SD, Cavanagh AS, Bertrand JA, George SM (May 2008). "Molecular Layer Deposition of Alucone Polymer Films Using Trimethylaluminum and Ethylene Glycol". Chemie materiálů. 20 (10): 3315–3326. doi:10.1021/cm7032977. ISSN  0897-4756.
  43. ^ Lee Y, Yoon B, Cavanagh AS, George SM (December 2011). "Molecular layer deposition of aluminum alkoxide polymer films using trimethylaluminum and glycidol". Langmuir. 27 (24): 15155–64. doi:10.1021/la202391h. PMID  22029704.
  44. ^ Andrade JD (1985). "X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)". Surface and Interfacial Aspects of Biomedical Polymers. Springer USA. pp. 105–195. doi:10.1007/978-1-4684-8610-0_5. ISBN  978-1-4684-8612-4.
  45. ^ Jenkins R (July 1974). "X-ray spectroscopy. Leonid Azaroff, McGraw-Hill, 1974. $20.00". X-Ray Spectrometry. 3 (3): A21. Bibcode:1974XRS.....3A..21J. doi:10.1002/xrs.1300030312. ISSN  0049-8246.
  46. ^ Giessibl FJ (2003-07-29). "Advances in atomic force microscopy". Recenze moderní fyziky. 75 (3): 949–983. arXiv:cond-mat/0305119. Bibcode:2003RvMP...75..949G. doi:10.1103/revmodphys.75.949. ISSN  0034-6861. S2CID  18924292.
  47. ^ Zhou W, Apkarian R, Wang ZL, Joy D (2006), "Fundamentals of Scanning Electron Microscopy (SEM)", Scanning Microscopy for Nanotechnology, Springer New York, pp. 1–40, doi:10.1007/978-0-387-39620-0_1, ISBN  978-0-387-33325-0
  48. ^ Berthomieu C, Hienerwadel R (2009-06-10). "Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy". Fotosyntetický výzkum. 101 (2–3): 157–70. doi:10.1007/s11120-009-9439-x. PMID  19513810. S2CID  29890772.
  49. ^ "Stanovlenie Russko-Amerikanskikh Otnoshenii, 1775–1815 [The Establishment of Russian-American Relations, 1775–1815]. by N. N. Bolkhovitinov [Akademiia Nauk SSSR, Institut Istorii.] (Moscow: Izdatel'stvo "Nauka." 1966. Pp. 638)". The American Historical Review. February 1968. doi:10.1086/ahr/73.3.771. ISSN  1937-5239.
  50. ^ A b Li X, Lushington A, Sun Q, Xiao W, Liu J, Wang B, et al. (Červen 2016). "Safe and Durable High-Temperature Lithium-Sulfur Batteries via Molecular Layer Deposited Coating". Nano dopisy. 16 (6): 3545–9. Bibcode:2016NanoL..16.3545L. doi:10.1021/acs.nanolett.6b00577. PMID  27175936.
  51. ^ Lushington A, Liu J, Bannis MN, Xiao B, Lawes S, Li R, Sun X (December 2015). "A novel approach in controlling the conductivity of thin films using molecular layer deposition". Aplikovaná věda o povrchu. 357: 1319–1324. Bibcode:2015ApSS..357.1319L. doi:10.1016/j.apsusc.2015.09.155.
  52. ^ Beckhoff B, Kanngießer hB, Langhoff N, Wedell R, Wolff H, eds. (2006). Handbook of Practical X-Ray Fluorescence Analysis. doi:10.1007/978-3-540-36722-2. ISBN  978-3-540-28603-5.
  53. ^ Santoro G, Yu S (2017-01-25). "Grazing Incidence Small Angle X-Ray Scattering as a Tool for In- Situ Time-Resolved Studies". X-ray Scattering. InTech. doi:10.5772/64877. ISBN  978-953-51-2887-8.
  54. ^ Dendooven J, Ramachandran RK, Solano E, Kurttepeli M, Geerts L, Heremans G, et al. (Říjen 2017). "Independent tuning of size and coverage of supported Pt nanoparticles using atomic layer deposition". Příroda komunikace. 8 (1): 1074. Bibcode:2017NatCo...8.1074D. doi:10.1038/s41467-017-01140-z. PMC  5651928. PMID  29057871.
  55. ^ Dendooven J, Pulinthanathu Sree S, De Keyser K, Deduytsche D, Martens JA, Ludwig KF, Detavernier C (2011-03-18). "In Situ X-ray Fluorescence Measurements During Atomic Layer Deposition: Nucleation and Growth of TiO2 on Planar Substrates and in Nanoporous Films". The Journal of Physical Chemistry C. 115 (14): 6605–6610. doi:10.1021/jp111314b. ISSN  1932-7447.
  56. ^ "What is VPI (Vapor Phase Infiltration)". CTECHNANO. Citováno 2020-10-01.
  57. ^ "HYCOAT Innovative Training Network | Functional Hybrid Coatings by Molecular Layer Deposition | H2020 Marie Curie Actions". www.hycoat.eu. Citováno 2019-02-18.
  58. ^ Shamiryan D, Abell T, Iacopi F, Maex K (January 2004). "Low-k dielectric materials". Materiály dnes. 7 (1): 34–39. doi:10.1016/s1369-7021(04)00053-7. ISSN  1369-7021.
  59. ^ Klepper KB, Nilsen O, Levy T, Fjellvåg H (2011-11-02). "Atomic Layer Deposition of Organic-Inorganic Hybrid Materials Based on Unsaturated Linear Carboxylic Acids". European Journal of Anorganic Chemistry. 2011 (34): 5305–5312. doi:10.1002/ejic.201100192. ISSN  1434-1948.
  60. ^ Mor YS, Chang TC, Liu PT, Tsai TM, Chen CW, Yan ST, et al. (2002). "Effective repair to ultra-low-k dielectric material (k∼2.0) by hexamethyldisilazane treatment". Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures. 20 (4): 1334. doi:10.1116/1.1488645.
  61. ^ Lee BH, Anderson VR, George SM (2013-05-22). "Molecular Layer Deposition of Zircone and ZrO2/Zircone Alloy Films: Growth and Properties". Chemické vylučování par. 19 (4–6): 204–212. doi:10.1002/cvde.201207045. ISSN  0948-1907.
  62. ^ Cheng L, Lee J, Zhu H, Ravichandran AV, Wang Q, Lucero AT, et al. (Říjen 2017). "2 for Two-Dimensional Material-Based Devices". ACS Nano. 11 (10): 10243–10252. doi:10.1021/acsnano.7b04813. PMID  28832118.
  63. ^ Cao YQ, Zhu L, Li X, Cao ZY, Wu D, Li AD (September 2015). "Growth characteristics of Ti-based fumaric acid hybrid thin films by molecular layer deposition". Daltonské transakce. 44 (33): 14782–92. doi:10.1039/c5dt00384a. PMID  26219386.
  64. ^ A b Stassen I, Burtch N, Talin A, Falcaro P, Allendorf M, Ameloot R (June 2017). "An updated roadmap for the integration of metal-organic frameworks with electronic devices and chemical sensors". Recenze chemické společnosti. 46 (11): 3185–3241. doi:10.1039/C7CS00122C. PMID  28452388.
  65. ^ Souto M, Strutyński K, Melle-Franco M, Rocha J (April 2020). "Electroactive Organic Building Blocks for the Chemical Design of Functional Porous Frameworks (MOFs and COFs) in Electronics". Chemie. 26 (48): 10912–10935. doi:10.1002/chem.202001211. PMID  32293769.
  66. ^ Stassen I, Styles M, Grenci G, Gorp HV, Vanderlinden W, Feyter SD, et al. (Březen 2016). "Chemical vapour deposition of zeolitic imidazolate framework thin films". Přírodní materiály. 15 (3): 304–10. doi:10.1038/nmat4509. PMID  26657328.
  67. ^ Cruz AJ, Stassen I, Krishtab M, Marcoen K, Stassin T, Rodríguez-Hermida S, et al. (2019-11-26). "Integrated Cleanroom Process for the Vapor-Phase Deposition of Large-Area Zeolitic Imidazolate Framework Thin Films". Chemie materiálů. 31 (22): 9462–9471. doi:10.1021/acs.chemmater.9b03435. hdl:10550/74201. ISSN  0897-4756.
  68. ^ Stassin T, Rodríguez-Hermida S, Schrode B, Cruz AJ, Carraro F, Kravchenko D, et al. (September 2019). "Vapour-phase deposition of oriented copper dicarboxylate metal-organic framework thin films". Chemická komunikace. 55 (68): 10056–10059. doi:10.1039/C9CC05161A. PMID  31369024.
  69. ^ Salmi LD, Heikkilä MJ, Vehkamäki M, Puukilainen E, Ritala M, Sajavaara T (2014-11-11). "Studies on atomic layer deposition of IRMOF-8 thin films". Journal of Vacuum Science & Technology A. 33 (1): 01A121. doi:10.1116/1.4901455. ISSN  0734-2101.
  70. ^ Salmi LD, Heikkilä MJ, Puukilainen E, Sajavaara T, Grosso D, Ritala M (2013-12-01). "Studies on atomic layer deposition of MOF-5 thin films". Mikroporézní a mezoporézní materiály. 182: 147–154. doi:10.1016/j.micromeso.2013.08.024. ISSN  1387-1811.
  71. ^ Lausund KB, Nilsen O (November 2016). "All-gas-phase synthesis of UiO-66 through modulated atomic layer deposition". Příroda komunikace. 7 (1): 13578. doi:10.1038/ncomms13578. PMC  5123030. PMID  27876797.
  72. ^ Yoon B, Lee BH, George SM (2012-11-13). "Highly Conductive and Transparent Hybrid Organic–Inorganic Zincone Thin Films Using Atomic and Molecular Layer Deposition". The Journal of Physical Chemistry C. 116 (46): 24784–24791. doi:10.1021/jp3057477. ISSN  1932-7447.
  73. ^ Piper DM, Travis JJ, Young M, Son SB, Kim SC, Oh KH, et al. (Březen 2014). "Reversible high-capacity Si nanocomposite anodes for lithium-ion batteries enabled by molecular layer deposition". Pokročilé materiály. 26 (10): 1596–601. doi:10.1002/adma.201304714. PMID  24353043.
  74. ^ Piper DM, Lee Y, Son SB, Evans T, Lin F, Nordlund D, et al. (Duben 2016). "Cross-linked aluminum dioxybenzene coating for stabilization of silicon electrodes". Nano energie. 22: 202–210. doi:10.1016/j.nanoen.2016.02.021.
  75. ^ Li X, Lushington A, Liu J, Li R, Sun X (September 2014). "Superior stable sulfur cathodes of Li-S batteries enabled by molecular layer deposition". Chemická komunikace. 50 (68): 9757–60. doi:10.1039/C4CC04097J. PMID  25026556.
  76. ^ Jiao YP, Cui FZ (December 2007). "Surface modification of polyester biomaterials for tissue engineering". Biomedical Materials. 2 (4): R24-37. doi:10.1088/1748-6041/2/4/R02. PMID  18458475.
  77. ^ Momtazi L, Sønsteby HH, Dartt DA, Eidet JR, Nilsen O (2017-04-10). "Bioactive titaminates from molecular layer deposition". RSC zálohy. 7 (34): 20900–20907. doi:10.1039/C7RA01918A.
  78. ^ Momtazi L, Dartt DA, Nilsen O, Eidet JR (December 2018). "Molecular layer deposition builds biocompatible substrates for epithelial cells". Journal of Biomedical Materials Research. Part A. 106 (12): 3090–3098. doi:10.1002/jbm.a.36499. PMID  30194710.
  79. ^ Momtazi L, Sønsteby HH, Nilsen O (2019-02-08). "Biocompatible organic-inorganic hybrid materials based on nucleobases and titanium developed by molecular layer deposition". Beilstein Journal of Nanotechnology. 10 (1): 399–411. doi:10.3762/bjnano.10.39. PMC  6369986. PMID  30800579.
  80. ^ SZO, 2019 Antibacterial agents in clinical development – an analysis of the antibacterial clinical development pipeline. Ženeva: Světová zdravotnická organizace; 2019. Licence: CC BY-NC-SA 3.0 IGO.
  81. ^ Xuan W, He Y, Huang L, Huang YY, Bhayana B, Xi L, et al. (Listopad 2018). "Antimicrobial Photodynamic Inactivation Mediated by Tetracyclines in Vitro and in Vivo: Photochemical Mechanisms and Potentiation by Potassium Iodide". Vědecké zprávy. 8 (1): 17130. doi:10.1038/s41598-018-35594-y. PMC  6244358. PMID  30459451.
  82. ^ Hamblin MR (October 2016). "Antimicrobial photodynamic inactivation: a bright new technique to kill resistant microbes". Současný názor v mikrobiologii. 33: 67–73. doi:10.1016/j.mib.2016.06.008. PMC  5069151. PMID  27421070.
  83. ^ Walker T, Canales M, Noimark S, Page K, Parkin I, Faull J, et al. (Listopad 2017). "A Light-Activated Antimicrobial Surface Is Active Against Bacterial, Viral and Fungal Organisms". Vědecké zprávy. 7 (1): 15298. doi:10.1038/s41598-017-15565-5. PMC  5681661. PMID  29127333.
  84. ^ Lausund KB, Olsen MS, Hansen PA, Valen H, Nilsen O (2020). "MOF thin films with bi-aromatic linkers grown by molecular layer deposition". Journal of Materials Chemistry A. 8 (5): 2539–2548. doi:10.1039/C9TA09303F.
  85. ^ "Molecular Beam Epitaxy, Thin Film Deposition and Atomic Layer Deposition Systems - SVT Associates". www.svta.com.
  86. ^ Nalwa HS (2002). Handbook of thin film materials. San Diego: Academic Press. ISBN  9780125129084. OCLC  162575792.[stránka potřebná ]

externí odkazy