一个自动的多前体流式原子层沉积系统
Daniel J Rodriguez1, Mai A Her2, Igor O Usov1
1Engineered Materials Group (MST-7), Los Alamos National Laboratory, P.O. Box 1663, Los Alamos, New Mexico 87545, USA.
The Review of scientific instruments
|November 18, 2024
概括
两个自动化原子层沉积 (ALD) 反应堆被开发用于涂层增材制造的金属部件. 这些系统成功地将膜沉积在不钢上,证明了对先进材料应用的精确原子层控制.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 增材制造 (AM) 金属部件需要先进的表面涂层以提高性能.
- 原子层沉积 (ALD) 可以精确控制薄膜沉积,这对于复杂的几何结构至关重要.
研究的目的:
- 设计和展示两个自动ALD流反应器,用于涂覆AM金属印刷品.
- 为了证明这些反应堆对均薄膜沉积的能力.
主要方法:
- 开发两个不同的ALD反应堆设计:一个用于批处理,一个用于单个部分实验.
- 使用定制LabVIEW软件进行自动控制和现场监测,通过石英晶体微平衡来控制温度,压力和薄膜厚度.
- 在AM 316L不钢上沉积的 (Al2O3) 薄膜使用三甲 (TMA) 和水 (H2O) 前体与 (N2) 净化气.
主要成果:
- 在 Al2O3.3 的 150 个 ALD 循环后,达到约 55 nm 的薄膜厚度.
- 验证了原子层层沉积的准确性,使用拉瑟福反射光谱学.
- 在增材制造的不钢基板上展示了一致和合规的涂层.
结论:
- 开发的自动ALD反应器能够精确地在AM金属部件上沉积薄膜.
- 这些系统使得可靠的,现场监控的涂层过程具有原子层控制.
- 这些反应器为增材制造组件的表面性能增强提供了宝贵的工具.
