晶体应力在原子和分子层沉积中因晶格错配而产生的演变
材料科学
2024-11-08 v1
摘要
原子和分子层沉积（ALD/MLD）涂层是防止水和非水电池中锂/钠/锌金属电池树枝形成的有前景的解决方案。值得注意的是，氧化铝和氧化铝涂层已显示出对锌负极树枝形成的高度有效性。尽管这些涂层已显示出显著的效果，但它们对负极的化学-力学影响的全面理解仍然尚未清晰。本研究采用自下而上的框架研究这些涂层作用于锌箔，采用将 模拟与连续理论相结合的方法以阐明晶格错配和化学键。我们利用这些见解开发了一个宏观模型，用于预测在薄膜沉积期间产生的 epitaxial 残余应力。我们的发现揭示了水化锌表面与薄膜之间存在稳健的化学键。这进而产生大的错配应变，导致沉积期间显著的界面应力。这些结果随后与通过测量涂覆薄膜曲率进行的实验进行比较，发现实验与理论之间存在良好的一致性。这一新颖的理解阐明了支撑薄膜中化学-力学应力发展的基本机制，这些应力影响电池负极中的树枝抑制，为设计新型涂层提供了宝贵的见解。
引用
@article{arxiv.2405.10384,
title = {Residual Stress Development in Lattice Mismatched Epitaxial Thin Films via Atomic and Molecular Layer Depositions},
author = {Musanna Galib and Okan K. Orhan and Jian Liu and Mauricio Ponga},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.10384},
year = {2024}
}