Investigación de materiales: nueva química para sensores de gases ultrafinos

• Fecha : 1 de julio de 2020
• Fuente : Ruhr-Universidad Bochum
• Resumen : La aplicación de capas de óxido de zinc en la industria es múltiple y abarca desde la protección de productos degradables hasta la detección de gases tóxicos de óxido de nitrógeno. Estas capas pueden depositarse mediante la deposición de capas atómicas ALD que emplea compuestos típicamente químicos, o simplemente precursores, que se encienden inmediatamente al entrar en contacto con el aire, es decir, son altamente pirofóricos.

Un equipo con sede en Bochum ha desarrollado un nuevo proceso para las capas de óxido de zinc que se puede usar para sensores de óxido de nitrógeno, así como la capa de protección en plástico.

La aplicación de capas de óxido de zinc en la industria es múltiple y abarca desde la protección de productos degradables hasta la detección de gases tóxicos de óxido de nitrógeno. Dichas capas pueden depositarse por deposición de capa atómica ALD que emplea compuestos típicamente químicos, o simplemente precursores, que se encienden inmediatamente al entrar en contacto con el aire, es decir, son altamente pirofóricos Un equipo de investigación interdisciplinario de la Ruhr-Universität Bochum RUB ha establecido un nuevo proceso de fabricación basado en un precursor de zinc no pirofórico que puede procesarse a temperaturas lo suficientemente bajas como parapermitir que los plásticos sean recubiertos. El equipo publicó su informe en la revista "Small", donde apareció como portada en la edición del 4 de junio de 2020.

La aplicación de capas de óxido de zinc en la industria es múltiple y abarca desde la protección de productos degradables hasta la detección de gases tóxicos de óxido de nitrógeno. Dichas capas pueden depositarse por deposición de capa atómica ALD que emplea compuestos típicamente químicos, o simplemente precursores, que se encienden inmediatamente al entrar en contacto con el aire, es decir, son altamente pirofóricos Un equipo de investigación interdisciplinario de la Ruhr-Universität Bochum RUB ha establecido un nuevo proceso de fabricación basado en un precursor de zinc no pirofórico que puede procesarse a temperaturas lo suficientemente bajas como parapermitir que se recubran los plásticos. El equipo publicó su informe en la revista pequeño , donde apareció como historia de portada en la edición del 4 de junio de 2020.

depositar capas ultrafinas

Para producir un sensor para dióxido de nitrógeno NO ₂ , una capa delgada de óxido de zinc nanoestructurado ZnO debe aplicarse a un sustrato sensor y luego integrarse en un componente eléctrico.El equipo de la profesora Anjana Devi usó ALD para aplicar capas de ZnO ultradelgadas en tales sustratos sensores.

En general, los procesos ALD se usan en la industria para miniaturizar componentes eléctricos usando capas ultrafinas, algunas de las cuales tienen solo unas pocas capas atómicas de espesor, al mismo tiempo que aumentan su eficiencia. Para eso, se requieren precursores adecuados que reaccionenen las superficies para formar una película tan delgada. "La química detrás de los procesos de ALD es, por lo tanto, esencial y tiene un gran impacto en las películas delgadas resultantes", señala Anjana Devi.

manejo seguro y la más alta calidad

Hasta la fecha, los fabricantes industriales han estado produciendo películas delgadas de ZnO mediante el despliegue de un precursor de zinc extremadamente reactivo y altamente pirofórico a través de ALD ". La clave para el desarrollo de un proceso ALD alternativo seguro para ZnO en RUB fue desarrollar un nuevo, no"Precursor pirofórico que es seguro de manejar y es capaz de depositar películas delgadas de ZnO de la más alta calidad", explica Lukas Mai, autor principal del estudio. "El desafío era encontrar químicas alternativas para reemplazar los compuestos pirofóricos que generalmente se usan en elindustria para ZnO "

El aspecto único del nuevo proceso es que puede realizarse a temperaturas de proceso muy bajas, lo que facilita la deposición sobre plásticos. En consecuencia, el nuevo proceso puede usarse no solo para la fabricación de sensores de gas, sino también de capas de barrera de gasEn la industria del embalaje, dichas capas se aplican sobre plásticos para proteger del aire los productos degradables, como los alimentos o los productos farmacéuticos.

Fuente de la historia :

Materiales proporcionado por Ruhr-Universidad Bochum . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

Referencia del diario :

1. Lukas Mai, Felix Mitschker, Claudia Bock, Alessia Niesen, Engin Ciftyurek, Detlef Rogalla, Johannes Mickler, Matthias Erig, Zheshen Li, Peter Awakowicz, Klaus Schierbaum, Anjana Devi. Óxido de zinc: de la química precursora a los sensores de gas: ingeniería de procesos de deposición de capa atómica mejorada con plasma para capas de óxido de zinc a partir de un precursor de zinc no pirofórico para aplicaciones de barrera y sensor de gas Pequeño 22/2020 . pequeño , 2020; 16 22: 2070122 DOI: 10.1002 / smll.202070122