undefined

Atomic Layer Deposition of Zinc Oxide on Mesoporous Zirconia Using Zinc(II) Acetylacetonate and Air

Julkaisuvuosi

2023

Tekijät

Yim, Jihong; Haimi, Eero; Mäntymäki, Miia; Kärkäs, Ville; Bes, René; Gutierrez, Aitor Arandia; Meinander, Kristoffer; Brüner, Philipp; Grehl, Thomas; Gell, Lars; Viinikainen, Tiia; Honkala, Karoliina; Huotari, Simo; Karinen, Reetta; Putkonen, Matti; Puurunen, Riikka L.
Näytä enemmän

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.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Helsingin yliopisto

Putkonen Matti

Mäntymäki Miia

Bes René

Huotari Simo

Jyväskylän yliopisto

Honkala Karoliina

Gell Lars

Aalto-yliopisto

Arandia Gutierrez Aitor Orcid -palvelun logo

Haimi Eero

Yim Jihong Orcid -palvelun logo

Meinander Kristoffer

Karinen Reetta Orcid -palvelun logo

Puurunen Riikka Orcid -palvelun logo

Viinikainen Tiia Orcid -palvelun logo

Kärkäs Ville

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Emojulkaisun nimi

Chemistry of Materials

Volyymi

35

Numero

19

Sivut

7915-7930

Julkaisu­foorumi

53342

Julkaisufoorumitaso

3

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Fysiikka; Kemia; Teknillinen kemia, kemian prosessitekniikka; Materiaalitekniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Yhdysvallat (USA)

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Kyllä

DOI

10.1021/acs.chemmater.3c00668

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä