ЛОС-АЛАМОС, штат Нью-Мексико, 14 декабря 2004 г. - Ученые Калифорнийского университета, работающие с исследователем из Университета штата Вашингтон в Технологическом центре сверхпроводимости Лос-Аламосской национальной лаборатории, разработали новый метод создания высокоэффективных неорганических оксидов металлов. пленки с использованием осаждения с помощью полимера или PAD. Прорыв может проложить путь к более широкому использованию пленок оксидов металлов в производстве электроники.
«Успешное создание как простых, так и сложных пленок оксида металла с использованием PAD является частью важности этого изобретения», - сказал Дин Петерсон, директор Центра технологий сверхпроводимости.«Эта технология обеспечивает экономичный подход к выращиванию электронных и оптических материалов, которые найдут широкое применение в любых областях, где требуется материал в виде пленки».
В процессе PAD используется раствор на водной основе для создания высококачественной пленки практически из любого оксида металла. Пленки могут быть изготовлены из одного или нескольких различных металлов с контролируемым соотношением атомного веса. Аморфные, поликристаллические или эпитаксиальные пленки могут быть изготовлены толщиной от 10 нанометров до сотен нанометров и более. Используя PAD, исследователи из Лос-Аламоса получили пленки из простых оксидов металлов, таких как диоксид титана и оксид цинка, а также из сложных оксидов металлов, таких как титанат стронция и оксид индия-олова..
Окислы металлов становятся технически важными материалами из-за большого разнообразия физических свойств, которыми они обладают, что делает их привлекательными для таких приложений, как фотогальванические устройства, датчики газа, микроэлектроника и устройства защиты от коррозии. Однако производство высококачественных пленок оксидов металлов с желаемым химическим составом было дорогостоящим и сложным. Пленки оксидов металлов обычно выращивают методами физического или химического осаждения из паровой фазы, для которых требуется вакуумная система. Оба метода позволяют получать качественные пленки оксидов металлов, но стоимость систем осаждения и возможность нанесения пленок только на плоскую поверхность ограничивают их потенциальное применение. Методы химического осаждения из раствора, такие как золь-гель, менее капиталоемки, но многие оксиды металлов не могут быть нанесены с использованием этого метода.
Процесс PAD отличается от других технологий нанесения покрытий своей низкой стоимостью и возможностью покрытия больших площадей и неровных поверхностей. Этот метод не только использует 100 процентов исходных материалов, но также позволяет контролировать химические фазы, микроструктуру и физические свойства осажденных материалов.
Билл Тумас, директор Лаборатории Института исследований водорода и топливных элементов, сказал: «Возможно, наиболее многообещающим аспектом этой новой технологии является потенциальное разнообразие материалов, которые можно легко изготовить. PAD позволяет быстро исследовать широкий спектр новых материалов».
Разработка технологии покрытия металлоксидной пленкой PAD включала опыт ряда ученых из Лос-Аламоса, в том числе Quanxi Jia, Yuan Lin, Haiyan Wang и Stephen Foltyn из Центра технологии сверхпроводимости Материаловедения и технологии. отдела, а также Марк Макклески, Энтони Баррелл и Гэвин Коллис из химического отдела. В команду также входил Александр ДеКуан Ли с химического факультета Университета штата Вашингтон в Пуллмане, штат Вашингтон.