精品国产午夜理论片不卡_99这里只有精品_黑人大战亚洲人精品一区_精品国产免费一区二区三区香蕉_99久久精品美女高潮喷水

核殼納米粒子因其獨特的表面和體積特性，在多個領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。通過改變殼層的厚度和材料，可以調(diào)節(jié)納米粒子的性質(zhì)。科羅拉多大學(xué)（Forge Nano 粉末原子層沉積技術(shù)發(fā)源地）Steven George 等人使用自行搭建的旋轉(zhuǎn)床粉末原子層沉積設(shè)備和原子層刻蝕（ALE）技術(shù)精確控制了 TiO2/ZrO2 核殼納米粒子中 ZrO2 殼層的厚度。通過在 200°C 下進行的旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器中的 ALD 和 ALE 操作，實現(xiàn)了對 ZrO2 殼層厚度從 5.9 至 27.1nm 的調(diào)節(jié)。研究表明，ALD 和 ALE 技術(shù)能夠在不引起納米粒子聚集的情況下調(diào)控 ZrO2 殼層的厚度。

研究亮點

? 高溫下的精確厚度調(diào)控：

研究人員在 200°C 的高溫條件下，利用原子層沉積（ALD）和原子層刻蝕（ALE）技術(shù)，實現(xiàn)了對TiO2/ZrO2 核殼納米粒子中 ZrO2 殼層厚度的精確調(diào)控。這種在高溫下進行的操作不僅提高了反應(yīng)速率，還保證了產(chǎn)物的質(zhì)量，為工業(yè)應(yīng)用提供了可能性。

? 旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器的設(shè)計

實驗中使用的旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器設(shè)計有助于在 ALD 和ALE 過程中確保反應(yīng)物與納米粒子表面的充分接觸，避免了顆粒的團聚，從而提高了反應(yīng)的均勻性和效率。

1用于粒子 ALD 和 ALE 的旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器示意圖

? 自限性反應(yīng)的證實

研究團隊通過實施多脈沖劑量和監(jiān)測反應(yīng)過程中的壓力變化，驗證了在原子層沉積（ALD）過程中使用四(二甲氨基)鋯（TDMAZ）和水（H2O），以及在原子層刻蝕（ALE）過程中使用氫氟酸（HF）和四氯化鈦（TiCl4）時的自限性反應(yīng)特性。這些自限性反應(yīng)對于實現(xiàn)均勻且可控的納米粒子涂層至關(guān)重要。通過精確控制反應(yīng)條件，研究人員能夠確保每次反應(yīng)循環(huán)中涂層的厚度增加是一致和可預(yù)測的，這對于制造具有特定性能的納米材料來說是一個重要的進步。

實驗方法

實驗中，首先使用 ALD 技術(shù)在 TiO2 納米粒子上沉積 ZrO2 殼層，通過交替暴露于 TDMAZ 和H2O 來實現(xiàn)。然后，使用 ALE 技術(shù)減少 ZrO2 殼層的厚度，通過交替暴露于 HF 和 TiCl4 來實現(xiàn)。實驗在 200°C 下進行，使用旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器以保持納米粒子的均勻性。通過 TEM 觀察 ZrO2 殼層的生長和刻蝕過程，并通過四極質(zhì)譜實驗監(jiān)測 ALE 過程中的揮發(fā)性產(chǎn)物。

(a) 基于 TDMAZ（四甲基二甲氨基鋯）和 H2O（水）的

連續(xù)反應(yīng)的 ZrO2 原子層沉積（ALD）機制。(b) 基于

HF（氫氟酸）用于氟化和 TiCl4（四氯化鈦）用于配體

交換的連續(xù)反應(yīng)的 ZrO2 原子層刻蝕（ALE）機制。

結(jié)果與討論

? ZrO2 ALD（原子層沉積）結(jié)果

生長速率：通過 ALD 技術(shù)，研究者們實現(xiàn)了對 ZrO2 殼層厚度的精確控制，生長速率為 0.9 ± 0.1 ?/循環(huán)。這意味著每完成一個 ALD 循環(huán)，ZrO2 殼層的厚度就會增加約 0.9 埃（angstroms，一個原子尺度的長度單位）。

殼層形態(tài)：透射電子顯微鏡（TEM）觀察顯示，通過 ALD 技術(shù)沉積的 ZrO2 殼層在 TiO2 核心上形成了更加球形的結(jié)構(gòu)。這表明 ALD 技術(shù)不僅能夠增加殼層厚度，還能夠改善納米粒子的形態(tài)，使其更加均勻和規(guī)則。

殼層厚度調(diào)控：研究者們通過調(diào)整 ALD 循環(huán)次數(shù)，成功地將 ZrO2 殼層的厚度從初始的 5.9 nm 增加到了 27.1 nm，展示了 ALD 技術(shù)在調(diào)控殼層厚度方面的靈活性和精確性。

(a) 來自 Nanoshel 的TiO2/ZrO2核殼納米粒子的透射電子顯微鏡（TEM）圖像。(b) 基于對100個TiO2/ZrO2核殼納米粒子進行 TEM 測量所得的 ZrO2 殼層厚度分布的直方圖。

經(jīng)過(a) 60次、(b) 120次、(c) 180次和(d) 240次ZrO2原子層沉積（ALD）循環(huán)后的TiO2/ZrO2核殼納米粒子的透射電子顯微鏡（TEM）圖像。

?ZrO2 ALE（原子層刻蝕）結(jié)果：

刻蝕速率：通過 ALE 技術(shù)，研究者們實現(xiàn)了對ZrO2 殼層厚度的精確減少，刻蝕速率為 6.5 ± 0.2 ?/循環(huán)。這表明每完成一個 ALE 循環(huán)，ZrO2 殼層的厚度就會減少約 6.5 埃。

殼層形態(tài)保持：即使在 ALE 過程中，ZrO2 殼層仍然保持了球形，這表明 ALE 技術(shù)能夠在不破壞納米粒子形態(tài)的情況下精確地減少殼層厚度。

殼層厚度調(diào)控：通過調(diào)整 ALE 循環(huán)次數(shù)，研究者們成功地將 ZrO2 殼層的厚度從 27.1 nm 減少到了7.6 nm，進一步證明了 ALE 技術(shù)在調(diào)控殼層厚度方面的有效性。

經(jīng)過 (a) 10次、(b) 20次和 (c) 30次 ZrO2 原子層刻蝕（ALE）循環(huán)后的 TiO2/ZrO2 核殼納米粒子的透射電子顯微鏡（TEM）圖像。

結(jié)論

這項研究展示了如何利用原子層沉積（ALD）和原子層刻蝕（ALE）技術(shù)來精確調(diào)節(jié) TiO2/ZrO2 核殼納米粒子中 ZrO2 殼層的厚度。通過使用 TDMAZ 和水作為反應(yīng)物，在旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器中進行ALD，每周期增加 0.9 ± 0.1 ?的 ZrO2 厚度，而不會引起納米粒子的聚集。為了減少殼層厚度，使用 HF 和 TiCl4 作為反應(yīng)物進行 ALE，每周期去除6.5 ± 0.2 ?的 ZrO2。這種方法能夠在不引起納米粒子聚集的情況下，實現(xiàn)對 ZrO2 殼層厚度的原子級控制，有助于制備適用于包括 TiO2/聚合物復(fù)合材料在內(nèi)的多種應(yīng)用的 TiO2/ZrO2 核殼納米粒子。

型號推薦Forge Nano 粉末原子層沉積系統(tǒng)

PROMETHEUS 流化床ALD系統(tǒng)

利用 Prometheus 流化床原子層沉積系統(tǒng)可開發(fā)探索復(fù)雜的高比表面積粉末涂層，實現(xiàn)克級到公斤級粉末材料的界面涂層生長。批次處理能力提升至企業(yè)驗證需求的水平，可加快成果轉(zhuǎn)化速度。適合兼顧科學(xué)研究以及成果轉(zhuǎn)化的工藝開發(fā)需求，實現(xiàn)與企業(yè)小試要求的無縫銜接。

PANDORA 多功能ALD系統(tǒng)

Pandora 多功能原子層沉積系統(tǒng)使用操作簡單，兼容性強，適合在前期快速開展粉末包覆和平面樣品薄膜沉積的研究。同時，該系統(tǒng)能真正做到兼顧多種不同樣品的需求，可處理各種復(fù)雜樣品并做到無死角的 ALD 包覆。

了解更多原子層沉積技術(shù)以及 Forge Nano 產(chǎn)品詳情、應(yīng)用案例與代包覆服務(wù)，歡迎掃描下方二維碼填寫信息。