通过脉冲激光沉积生长的超光滑的形Pt薄膜
Carlos G Torres-Castanedo1, D Bruce Buchholz1, Thang Pham1
1Department of Materials Science and Engineering, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208, United States.
ACS applied materials & interfaces
|December 20, 2023
概括
经过脉冲激光沉积,在蓝宝石基板上制造出带层 (Pt) 薄膜. 这些超光滑的Pt薄膜是种植先进材料的理想模板,包括用于离子电池的氧化.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 薄膜沉积的情况
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- (Pt) 薄膜提供高导电性和稳定性,对于电极至关重要.
- 超光滑的,表层Pt膜作为先进的异质表层结构的模板.
- 蓝宝石 (α-Al2O3 (0001)) 基板通常用于高质量的薄膜生长.
研究的目的:
- 开发一种在蓝宝石基板上生长超光滑,表轴Pt (111) 薄膜的方法.
- 为了优化脉冲激光沉积技术用于受控Pt薄膜制造.
- 为了评估这些Pt薄膜作为离子电池中的阴极材料模板的适用性.
主要方法:
- 使用脉冲激光沉积 (PLD) 在α-Al2O3 (0001) 基板上生长30nm厚的Pt (111) 薄膜.
- 在500°C和300°C的两步沉积过程被优化,以达到低粗度和高度.
- 结构特征利用了X射线散射,原子力显微镜 (AFM) 和电子显微镜.
主要成果:
- 成功制造出具有超光滑接口 (<3 Å) 和高电导率 (6.9 × 10^6 S/m) 的长轴Pt (111) 薄膜.
- 两步增长过程改善了表皮质,而不会影响薄膜粗度.
- Pt 薄膜作为有效的电流收集器和模板,用于生长表轴LiMn2O4 (111) 薄膜.
结论:
- 脉冲激光沉积是一种多功能技术,用于生产高质量的表轴Pt薄膜.
- 开发的Pt薄膜显示出在先进的电子和储能应用中使用的优良性能.
- 在Pt模板上培养的Epitaxial LiMn2O4薄膜在使用固态离子凝电解质的离子电池循环中显示出高稳定性.
