物理科技生物学-PHYICA

等离子体电子可以用来制造金属薄YRZ-083膜

化学 2021-11-29 00:02:13

林克平大学 Hama Nadhom调节真空室的气体供应,LiU的研究人员在真空室中研究等离子体电子如何被用来制造薄金属膜

学分:马格努斯·约翰逊/林克平大学 计算机、移动电话和所有其他电子设备包含数千个由金属薄膜连接在一起的晶体管

瑞典林克平大学的科学家开发出一种方法,可以利用等离子体中的电子来制作这些薄膜

今天的电脑和手机中使用的处理器由数十亿个由薄金属薄膜连接的微型晶体管组成

LIu Linkoping大学的科学家们现在已经证明,通过让等离子体中的自由电子发挥积极作用,可以制造出金属薄膜

当能量被提供时,等离子体形成,从气体中的原子和分子撕裂电子,产生离子化气体

在我们的日常生活中,等离子体被用于荧光灯和等离子显示器

《真空科学与技术杂志》的一篇文章描述了LiU研究人员利用等离子体电子制造金属薄膜的方法

“我们可以看到几个令人兴奋的应用领域,例如处理器和类似组件的制造

林克平大学物理、化学和生物系无机化学教授亨里克·彼得森说:“我们的方法不再需要在真空室和水浴之间来回移动制作晶体管的衬底,每个处理器大约需要移动15次。”

制作薄膜的一种常见方法是将含有薄膜所需原子的分子蒸汽引入真空室

在那里,它们相互反应,并与将要形成薄膜的表面反应

这种成熟的方法被称为化学气相沉积

为了通过化学气相沉积产生纯金属膜,需要含有感兴趣的金属的挥发性前体分子

当前体分子被吸收到表面上时,需要涉及另一个分子的表面化学反应来产生金属膜

这些反应要求分子能够很容易地将电子提供给前体分子中的金属离子,这样它们就被还原成金属原子,这就是所谓的“还原反应”

“LiU的科学家们转而关注等离子体

“我们推断表面化学反应需要的是自由电子,而这些电子在等离子体中是可用的

亨里克·彼得森说:“我们开始尝试让前驱分子和金属离子降落到表面,然后将电子从等离子体吸引到表面。”

真空室的视图,显示了在其上生成金属膜的表面上方的等离子体

学分:马格努斯·约翰逊/林克平大学 IFM的无机化学和等离子体物理研究人员已经合作并证明了利用氩等离子体放电中的自由电子在表面上产生薄金属膜用于还原反应是可能的

为了将带负电的电子吸引到表面,他们在表面施加了一个正电势

这项研究描述了铁、钴和镍等非贵金属的工作,这些金属很难还原成金属

在这些情况下,传统化学气相沉积不得不使用强有力的分子还原剂

这种还原剂很难制造、管理和控制,因为它们向其他分子提供电子的倾向使它们非常活泼和不稳定

同时,分子必须足够稳定,以便蒸发并以气体形式引入沉积金属膜的真空室

“使用等离子体电子的方法之所以更好,是因为它消除了开发和管理不稳定还原剂的需要

亨里克·彼得森说:“非贵金属化学气相沉积的发展受到阻碍,因为缺乏功能足够好的合适的分子还原剂。”

科学家们现在正在继续进行测量,这将有助于他们理解并能够证明化学反应是如何在金属薄膜形成的表面发生的

他们也在研究等离子体的最佳特性

他们还想测试不同的前驱分子,以找到使金属薄膜更纯净的方法

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