基于气相3D打印的功能材料简易图形化

空间原子层沉积（SALD）是一种近期的方法，比传统 ALD 快达两个数量级，并且可以在大气压下甚至在开放空气中进行。以往的工作利用这些优势，侧重于高通量、大面积沉积以实现规模化量产的可能性。相反，本文表明 SALD 确实代表了一个通过合理设计和小型化 SALD 近接喷头来实现功能材料选择性沉积的理想平台。特别地，我们利用 3D 打印所提供的潜力来制造定制化的近接 SALD 注入喷头。通过使用 3D 打印，喷头可以轻松设计并快速修改，以获得不同的沉积区域、自由形态图案甚至复杂的多材料结构。喷头可以用不同材料打印，以适应所用前驱体的化学性质和沉积条件。聚合物喷头可用作廉价（甚至一次性）喷头，既用于进行沉积，也用于原型制作和优化。最后，通过设计具有圆形同心气体通道的小型化喷头，可以使用气态前驱体以 Z 方向纳米级分辨率进行功能材料的 3D 打印。这构成了一种基于气态前驱体的新 3D 打印方法。由于本文提出的选择性沉积策略基于 SALD 工艺，因此可以在低温下并在开放空气中以高沉积速率打印保形且连续的功能材料薄膜。我们的方法代表了一种在空间和外拓扑控制下打印功能材料和器件的新颖通用方式，从而扩展了 SALD 及一般 ALD 的潜力，并为功能材料区域选择性沉积领域开辟了新途径。