硫化薄膜的原子层沉积及其热和电化学稳定性
Miika Mattinen1,2, Johanna Schröder2,3, Timo Hatanpää1
1Department of Chemistry, University of Helsinki P. O. Box 55 FI-00014 Finland miika.mattinen@helsinki.fi mikko.ritala@helsinki.fi.
Journal of materials chemistry. A
|July 14, 2025
概括
我们开发了一种用于硫化 (NiSx) 薄膜的新原子层沉积方法. 这些薄膜具有良好的电特性,但在热和电化学条件下显示不稳定,这对于能源应用至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 硫化 (NiSx) 是对能源应用有前景的.
- 在各种条件下,NiSx的稳定性尚未得到充分理解.
- 为高质量的NiSx电影开发可扩展的合成方法是必不可少的.
研究的目的:
- 为NiSx薄膜开发一种新的原子层沉积 (ALD) 工艺.
- 为了研究合成的NiSx膜的热和电化学稳定性.
- 在操作条件下了解NiSx的相位转换和降解机制.
主要方法:
- 原子层沉积 (ALD) 使用NiCl (TMPDA) 前体和H (S).
- 高温X射线衍射 (HT-XRD) 用于热稳定性分析.
- 在酸性和性电解质中进行电化学测试 (水分裂,HER,OER).
主要成果:
- 为具有低电阻率和高纯度的NiSx膜 (β-NiS相) 建立了一个可扩展的ALD过程.
- 在不同的大气中,NiSx膜在300-400°C左右显示结构和组成的变化.
- 薄膜在酸性电解质中不稳定,但在电化学条件下在性电解质中转化为Ni3S2或NiOOH.
结论:
- 开发的ALD过程为NiSx薄膜提供了一个可扩展的路线.
- 该研究强调了理解NiSx的热和电化学稳定性对能源应用的关键重要性.
- 需要进一步的研究来设计稳定的NiSx基材料用于实际设备.
