纳米级混合离子电子导体纳西康型薄膜:酸通过原子层沉积通过酸
Daniela R Fontecha1, Alexander C Kozen2, David M Stewart1
1Department of Materials Science and Engineering at University of Maryland, College Park, Maryland 20742, United States.
ACS applied materials & interfaces
|April 17, 2025
概括
研究人员开发了一种用于酸 (LTP) 薄膜的原子层沉积工艺,为微电池和电容器等先进的离子能源设备提供可调节的组成.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 离子装置的进步需要兼容的材料来进行离子导电和储存.
- 原子层沉积 (ALD) 为高密度能源设备提供了精确的制造.
- 对于离子导电性和结晶性的ALD材料开发仍然存在挑战.
研究的目的:
- 开发一种混合离子-电子导电薄膜ALD工艺,用于LiTi2(PO4) 3 (LTP).
- 为了实现高性能微电池和伪电容器应用.
- 为了研究成分对LTP薄膜特性的影响.
主要方法:
- 开发了一种混合离子电子导电的纳西康型薄膜ALD工艺,用于LiTi2(PO4)3.3.
- 通过交替的Li2O和TiPO子工艺实现了组合性调性.
- 在650-850°C之间进行后沉积化,以获得NASICON类型的晶体结构.
主要成果:
- 通过调整ALD循环比率,LTP膜中的调节含量在8至34原子%之间.
- 在回火后观察到NASICON类型的晶体结构.
- 在RT时达到9.3 × 10^-7 S/cm的离子导电性,在80°C时达到1.7 × 10^-5 S/cm的离子导电性.
- 在RT时报告的电子导电率为2.5 × 10^-7 S/cm.
结论:
- 开发的ALD工艺允许对LiTi2(PO4)3薄膜进行组合调.
- 调组合会影响LTP膜的结构和导电性.
- 这项工作推动了ALD制造的离子材料的开发,用于储能应用.
