无模板的多孔金属氮化物薄膜合成方法
应用物理
2024-10-30 v1 材料科学
摘要
金属氮化物具有卓越的催化、电子和物理性能，广泛应用于（光）电子器件和硬质涂层。然而，在表面活性应用中，其性能受限于较差的质量传递和反应性位点的可及性。这与常规沉积技术（如溅射 WN 薄膜的 16-26% 密度）产生的致密薄膜结构相关。本文展示了一种无模板的方法，用于设计高度多孔（孔隙率 > 84%）的金属氮化物薄膜，适用于 CuN、WN、MoN 和 TiN 等多种化合物。通过在气溶胶沉积中利用类分形金属氧化物团块的自组装，然后进行干法氮化实现。就 CuN 而言，单晶氧化物纳米颗粒在氮化过程中转化为多晶氮化物，经 X 射线衍射和电子显微镜验证。这些薄膜始终比其金属氧化物对应物具有更低的电阻，同时具备高反应性和质量传递性能。我们以分子传感 NO 为例，仅需 75C 温度即可实现响应速度更快且响应值最高可提高五倍。因此，我们的方法克服了金属氮化物薄膜在质量传递性能方面的关键限制，这些限制也适用于其他应用，如电解催化和能源存储。
引用
@article{arxiv.2410.21423,
title = {Porous metal nitride film synthesis without template},
author = {Adrien Baut and Michael Pereira Martins and Andreas T. Güntner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.21423},
year = {2024}
}