3Dナノファブリケーション向けALD

3Dナノファブリケーション向けALD

ALD化学反応の自己制限的性質により、最も困難な3Dナノ構造上でも前例のない厚さのコンフォーマリティを実現できます。その結果、ALDは、さまざまな薄膜を蒸着してキャビティとトレンチを埋め、ナノワイヤーとナノチューブを得て、高アスペクト比のナノテンプレートと高表面積のナノ粒子をコンフォーマルにコーティングするための最適な手法となっています。現在、ALDは、あらゆる固体リチウム イオン バッテリー(LIB)から水分解用の高表面積フレームワークに至るまで、最先端のアプリケーションで使用されています。以下は、多数公開されているCambridge Nanotech ALDツールでALDを使用して合成された高品質ナノ構造の数例です。


コンフォーマルなAl2O3/TiO2(ATO)ナノラミネートALD膜でコーティングされた3DキャビティのSEM断面。提供:O. Poncelet, L. Francis, Univ. de Louvain – Fiji®システムで蒸着。

深さ10〜30µmのAAOナノテンプレートにSiO2/Fe3O4/SiO2が蒸着された磁性鉄ナノチューブ。アスペクト比150:590で、3DMASi、FeCp2、オゾンを使用するExpoモードのSavannah®で蒸着。Pitzschel、K. et al. ACS Nano 3, 3463–3468 (2009).

逆オパール足場に蒸着されたFe2O3/ITO/SiO2 ALD膜を使用した水の光酸化向け高表面積導電・透明フレームワークの製造。Riha, S. C.. Acs Appl Mater Inter 5, 360–367 (2013).

AAO構造に原子層蒸着(ALD)によって蒸着された固体電解質Li5.1TaOz。最大470:1のアスペクト比で、ExpoモードのSavannah®で蒸着。
Liu, J. et al., J. Phys. Chem. C 117、20260–20267(2013)

リチウムイオンバッテリのカソードのカーボン ナノチューブに蒸着された電気化学的に活性化しているLiFePO4 ALD膜。300°CでExpoモードのSavannah®システムで蒸着。
Liu, J. et al. Adv. Mat. (2014).
doi:10.1002/adma.201401805

シリコン トレンチのALDによって蒸着された四元Cu2ZnSnS4。CZSTは、太陽電池用途の潜在的な低コスト半導体です。H2Sキットを使用するExpoモードのSavannah®で蒸着。
Thimsen, E. et al. Chem Mater 24, 3188–3196 (2012).

LMNO粒子上の電気化学的に活性な障壁としての超薄FePO4で、電解質の酸化を防止。ExpoモードのSavannah®で蒸着。
Xiao, B. et al. Adv. Sci. (2015).
doi:10.1002/advs.201500022

AAOテンプレートのTiO2と、色素増感太陽電池(DSSC)向けTiO2ナノチューブ
Gao, X. J Power Sources (2013).
doi:10.1016/j.jpowsour.2013.04.037

エンハンストDSSC向けTiO2-ZnOコアシース型複合構造物。1.3nmの厚さのZnO層は、ALDによってFiji® F200システムで蒸着されます。
Ulusoy, T. G., J. Mater. Chem. A2, 16867–16876 (2014).

高アスペクト比の金属酸化物構造をナノパターン化するための逐次浸透合成(SIS)。AlOx浸透により、SU8を95℃のSavannah®で実施。
Nam, C.-Y. J Vac Sci Technol B 33, 06F201–8 (2015).

Fiji® ALDシステムで蒸着されたナイロン6,6ナノファイバー上のAIN。
Haider, A. et al. APL Mater. 2, 096109–9 (2014).

AAOテンプレートを除去した後のプラチナ ナノチューブ アレイ電極。ALDによりFiji® F200で蒸着されたPt。
Galbiati, S. Electrochimica Acta 125, 107–116 (2014).

ExpoモードのSavannah®で蒸着された単結晶ZnAl2O4スピネル ナノチューブ。
Jin fan, Nature Materials 5, 627–631 (2006).

Fiji® ALDシステムで合成されたZnO-Al2O3コアシェル ナノワイヤー。
Thomas, J Vac Sci Technol A 30, (2012).

Al2O3/ZrO2ナノラミネートを備えたシングル セル フォトニック ナノ共振器プローブで、酸化を防止。
Shambat, G. et al. Single-cell Photonic Nanocavity Probes. Nano Lett 130206113907001 (2013).
doi:10.1021/nl304602d