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Thermal and Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition of Yttrium Oxide Films and the Properties of Water Wettability.
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2019-12-20 , DOI: 10.1021/acsami.9b18412
Bo Zhao 1 , Felix Mattelaer 1 , Geert Rampelberg 1 , Jolien Dendooven 1 , Christophe Detavernier 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2019-12-20 , DOI: 10.1021/acsami.9b18412
Bo Zhao 1 , Felix Mattelaer 1 , Geert Rampelberg 1 , Jolien Dendooven 1 , Christophe Detavernier 1
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The atomic layer deposition (ALD) of yttrium oxide (Y2O3) is investigated using the liquid precursor Y(EtCp)2(iPr-amd) as the yttrium source with thermal (H2O) and plasma-enhanced (H2O plasma and O2 plasma) processes, respectively. Saturation is confirmed for the growth of the Y2O3 films with each investigated reactant with a similar ALD window from 150 to 300 °C, albeit with a different growth rate. All of the as-deposited Y2O3 films are pure and smooth and have a polycrystalline cubic structure. The as-deposited Y2O3 films are hydrophobic with water contact angles >90°. The water contact angle gradually increased and the surface free energy gradually decreased as the film thickness increased, reaching a saturated value at a Y2O3 film thickness of ∼20 nm. The hydrophobicity was retained during post-ALD annealed at 500 °C in static air for 2 h. Exposure to polar and nonpolar solvents influences the Y2O3 water contact angle. The reported ALD process for Y2O3 films may find potential applications in the field of hydrophobic coatings.
中文翻译：
氧化钇膜的热和等离子体增强原子层沉积以及水的润湿性。
以液态前驱体Y（EtCp）2（iPr-amd）为钇源，采用热（H2O）和等离子体增强（H2O等离子体和O2等离子体）工艺研究了氧化钇（Y2O3）的原子层沉积（ALD） ， 分别。确认了在每种被研究的反应物下，Y2O3膜的生长都具有饱和，在150至300°C下具有相似的ALD窗口，尽管生长速率不同。所有沉积的Y2O3薄膜都是纯净光滑的，并具有多晶立方结构。沉积的Y2O3膜是疏水的，水接触角> 90°。随着膜厚度的增加，水接触角逐渐增大，表面自由能逐渐降低，在约20 nm的Y2O3膜厚度下达到饱和值。在静态空气中于500°C下进行ALD后退火2 h期间，疏水性得以保持。暴露于极性和非极性溶剂中会影响Y2O3与水的接触角。报道的Y2O3薄膜的ALD工艺可能在疏水涂层领域中找到潜在的应用。
更新日期：2020-01-04
中文翻译：
氧化钇膜的热和等离子体增强原子层沉积以及水的润湿性。
以液态前驱体Y（EtCp）2（iPr-amd）为钇源，采用热（H2O）和等离子体增强（H2O等离子体和O2等离子体）工艺研究了氧化钇（Y2O3）的原子层沉积（ALD） ， 分别。确认了在每种被研究的反应物下，Y2O3膜的生长都具有饱和，在150至300°C下具有相似的ALD窗口，尽管生长速率不同。所有沉积的Y2O3薄膜都是纯净光滑的，并具有多晶立方结构。沉积的Y2O3膜是疏水的，水接触角> 90°。随着膜厚度的增加，水接触角逐渐增大，表面自由能逐渐降低，在约20 nm的Y2O3膜厚度下达到饱和值。在静态空气中于500°C下进行ALD后退火2 h期间，疏水性得以保持。暴露于极性和非极性溶剂中会影响Y2O3与水的接触角。报道的Y2O3薄膜的ALD工艺可能在疏水涂层领域中找到潜在的应用。
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