Elektrochemische Abscheidung
Coolidge
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2018-09-03 11:31:02
Elektrochemische Abscheidung
Die elektrochemische Abscheidung wird im Allgemeinen für das Wachstum von Metallen und leitenden Metalloxiden aufgrund der folgenden Vorteile verwendet: Die Dicke und Morphologie der Nanostruktur kann durch Einstellen der elektrochemischen Parameter genau gesteuert werden; relativ gleichmäßige und kompakte Ablagerungen können in Strukturen auf der Basis von Schablonen synthetisiert werden; höhere Abscheidungsraten werden erhalten; und die Ausrüstung ist billig, weil entweder kein Hochvakuum oder eine hohe Reaktionstemperatur erforderlich ist. [6] [7] [8]
Pulsgalvanisierung oder Puls-Elektrodeposition (PED)
Eine einfache Modifikation beim Galvanisieren ist die Impulsgalvanisierung. Dieser Vorgang beinhaltet das schnelle Alternieren des Potentials oder Stroms zwischen zwei unterschiedlichen Werten, was zu einer Reihe von Impulsen mit gleicher Amplitude, Dauer und Polarität führt, die durch Nullstrom getrennt sind. Durch Ändern der Pulsamplitude und -breite ist es möglich, die Zusammensetzung und Dicke des abgeschiedenen Films zu verändern. [9]
Die experimentellen Parameter der Impulsgalvanisierung bestehen normalerweise aus Spitzenstrom / -potential, Arbeitszyklus, Frequenz und effektivem Strom / Potential. Spitzenstrom / -potential ist die maximale Einstellung des Galvanisierungsstroms oder -potentials. Einschaltdauer ist der effektive Teil der Zeit in einer bestimmten Galvanisierungsperiode mit dem angelegten Strom oder Potential. Der effektive Strom / das Potential wird durch Multiplizieren des Tastverhältnisses und des Spitzenwertes des Stroms oder Potentials berechnet. Die Impulsgalvanisierung könnte helfen, die Qualität des galvanisierten Films zu verbessern und die innere Spannung freizusetzen, die während der schnellen Abscheidung aufgebaut wird. Die Kombination des kurzen Arbeitszyklus und der hohen Frequenz könnte die Oberflächenrisse verringern. Um jedoch den konstanten effektiven Strom oder das konstante Potential aufrechtzuerhalten, kann eine Hochleistungsenergieversorgung erforderlich sein, um einen hohen Spitzenstrom / -potential und einen schnellen Schalter bereitzustellen. Ein anderes häufiges Problem der Impulsgalvanisierung besteht darin, dass das Anodenmaterial während des umgekehrten Elektroplattierens plattiert und verunreinigt werden könnte, insbesondere für die kostspieligen inerten Elektroden wie Platin.
Andere Faktoren, die die Impulsgalvanisierung beeinflussen könnten, umfassen Temperatur, Anoden-Kathoden-Abstand und Rühren. Manchmal kann das Pulsgalvanisieren in einem erwärmten Elektroplattierungsbad durchgeführt werden, um die Abscheidungsrate zu erhöhen, da die Geschwindigkeit fast aller chemischer Reaktionen exponentiell mit der Temperatur pro Arrhenius-Gesetz ansteigt. Die Anoden-Kathoden-Lücke steht mit der Stromverteilung zwischen Anode und Kathode in Beziehung. Ein kleines Verhältnis von Lücke zu Probenfläche kann eine ungleichmäßige Stromverteilung verursachen und die Oberflächentopologie der plattierten Probe beeinflussen. Rühren kann die Transfer- / Diffusionsrate von Metallionen von der Massenlösung zur Elektrodenoberfläche erhöhen. Die Rühreinstellung variiert für verschiedene Metallgalvanisierungsverfahren.
Die elektrochemische Abscheidung wird im Allgemeinen für das Wachstum von Metallen und leitenden Metalloxiden aufgrund der folgenden Vorteile verwendet: Die Dicke und Morphologie der Nanostruktur kann durch Einstellen der elektrochemischen Parameter genau gesteuert werden; relativ gleichmäßige und kompakte Ablagerungen können in Strukturen auf der Basis von Schablonen synthetisiert werden; höhere Abscheidungsraten werden erhalten; und die Ausrüstung ist billig, weil entweder kein Hochvakuum oder eine hohe Reaktionstemperatur erforderlich ist. [6] [7] [8]
Pulsgalvanisierung oder Puls-Elektrodeposition (PED)
Eine einfache Modifikation beim Galvanisieren ist die Impulsgalvanisierung. Dieser Vorgang beinhaltet das schnelle Alternieren des Potentials oder Stroms zwischen zwei unterschiedlichen Werten, was zu einer Reihe von Impulsen mit gleicher Amplitude, Dauer und Polarität führt, die durch Nullstrom getrennt sind. Durch Ändern der Pulsamplitude und -breite ist es möglich, die Zusammensetzung und Dicke des abgeschiedenen Films zu verändern. [9]
Die experimentellen Parameter der Impulsgalvanisierung bestehen normalerweise aus Spitzenstrom / -potential, Arbeitszyklus, Frequenz und effektivem Strom / Potential. Spitzenstrom / -potential ist die maximale Einstellung des Galvanisierungsstroms oder -potentials. Einschaltdauer ist der effektive Teil der Zeit in einer bestimmten Galvanisierungsperiode mit dem angelegten Strom oder Potential. Der effektive Strom / das Potential wird durch Multiplizieren des Tastverhältnisses und des Spitzenwertes des Stroms oder Potentials berechnet. Die Impulsgalvanisierung könnte helfen, die Qualität des galvanisierten Films zu verbessern und die innere Spannung freizusetzen, die während der schnellen Abscheidung aufgebaut wird. Die Kombination des kurzen Arbeitszyklus und der hohen Frequenz könnte die Oberflächenrisse verringern. Um jedoch den konstanten effektiven Strom oder das konstante Potential aufrechtzuerhalten, kann eine Hochleistungsenergieversorgung erforderlich sein, um einen hohen Spitzenstrom / -potential und einen schnellen Schalter bereitzustellen. Ein anderes häufiges Problem der Impulsgalvanisierung besteht darin, dass das Anodenmaterial während des umgekehrten Elektroplattierens plattiert und verunreinigt werden könnte, insbesondere für die kostspieligen inerten Elektroden wie Platin.
Andere Faktoren, die die Impulsgalvanisierung beeinflussen könnten, umfassen Temperatur, Anoden-Kathoden-Abstand und Rühren. Manchmal kann das Pulsgalvanisieren in einem erwärmten Elektroplattierungsbad durchgeführt werden, um die Abscheidungsrate zu erhöhen, da die Geschwindigkeit fast aller chemischer Reaktionen exponentiell mit der Temperatur pro Arrhenius-Gesetz ansteigt. Die Anoden-Kathoden-Lücke steht mit der Stromverteilung zwischen Anode und Kathode in Beziehung. Ein kleines Verhältnis von Lücke zu Probenfläche kann eine ungleichmäßige Stromverteilung verursachen und die Oberflächentopologie der plattierten Probe beeinflussen. Rühren kann die Transfer- / Diffusionsrate von Metallionen von der Massenlösung zur Elektrodenoberfläche erhöhen. Die Rühreinstellung variiert für verschiedene Metallgalvanisierungsverfahren.