Projekteja vuodessa
Abstrakti
The self-terminating chemistry of atomic layer deposition (ALD) ideally enables the growth of homogeneously distributed materials on the atomic scale. This study investigates the ALD of zinc oxide (ZnO) on mesoporous zirconium oxide (ZrO2) using zinc acetylacetonate [Zn(acac)2] and synthetic air in a fixed-bed powder ALD reactor. A broad variety of methods, including thermogravimetry analysis, scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy, low-energy ion scattering, X-ray absorption near-edge structure, X-ray photoelectron spectroscopy, in-situ diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy-mass spectrometry, and density functional theory calculations, were used to analyze the reactant and the resulting samples. The factors affecting the zinc loading (wt %) on ZrO2 were investigated by varying the ALD reaction temperature (160-240 °C), the calcination temperature of zirconium oxide (400-1000 °C), and the ALD cycle number (up to three). The studied process showed self-terminating behavior with the areal number density of zinc of approximately two atoms per square nanometer per cycle. Zinc was distributed throughout ZrO2. After the Zn(acac)2 reaction, acac ligands were removed using synthetic air at 500 °C. In the following cycles, already-deposited ZnO acted as nuclei for further ZnO growth. This study demonstrates the potential of Zn(acac)2 as an ALD reactant and provides an initial understanding of ZnO growth via ALD on high surface area porous particles as an example for catalytic applications.
Alkuperäiskieli | Englanti |
---|---|
Sivut | 7915-7930 |
Sivumäärä | 16 |
Julkaisu | Chemistry of Materials |
Vuosikerta | 35 |
Numero | 19 |
Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä | 29 syysk. 2023 |
DOI - pysyväislinkit | |
Tila | Julkaistu - 10 lokak. 2023 |
OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Atomic Layer Deposition of Zinc Oxide on Mesoporous Zirconia Using Zinc(II) Acetylacetonate and Air'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Projektit
- 2 Päättynyt
-
ALDI: Reactive flow in porous media: modelling and experiments in atomic layer deposition context
Puurunen, R. (Vastuullinen tutkija), Revitzer, H. (Projektin jäsen), Viinikainen, T. (Projektin jäsen), Gonsalves, C. (Projektin jäsen), Velasco Calsina, J. (Projektin jäsen), Yim, J. (Projektin jäsen), Miikkulainen, V. (Projektin jäsen), Ossama, M. (Projektin jäsen), Andsten, S. (Projektin jäsen) & Larkiala, S. (Projektin jäsen)
01/09/2020 → 31/08/2024
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
-
Renable Carbon Cycle - Uusiutuva hiilikierto: Hiilidioksidin muuntaminen polttoaineiksi räätälöytyjen heterogeenisten katalyyttien avulla
Puurunen, R. (Vastuullinen tutkija), Arandia Gutierrez, A. (Projektin jäsen), Viinikainen, T. (Projektin jäsen), Revitzer, H. (Projektin jäsen), Sajid, A. (Projektin jäsen), Chahal, A. (Projektin jäsen), Yim, J. (Projektin jäsen), Karinen, R. (Projektin jäsen), Haimi, E. (Projektin jäsen), Velasco Calsina, J. (Projektin jäsen), Kattelus, J. (Projektin jäsen), Gonsalves, C. (Projektin jäsen) & Kumar Singh, A. (Projektin jäsen)
01/01/2020 → 31/12/2023
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
Laitteet
-
Raaka-aineiden tutkimusinfrastruktuuri
Karppinen, M. (Manager)
Kemian tekniikan korkeakouluLaitteistot/tilat: Facility