LiU‑forskaren professor Henrik Pedersen och hans forskargrupp har demonstrerat ett renare sätt att deponera järnfilmer vid låga temperaturer med en pulserad form av elektrondriven kemisk ångdeposition. Traditionell CVD har svårt med järn eftersom reduktion av prekursorer vanligtvis kräver hög värme eller reaktiva gaser. Elektron‑CVD undviker detta genom att använda plasmaelektroner för att bryta ned prekursorn direkt på ytan, men vanliga järnprekursorer som ferrocene lämnar ofta kraftig kolkontaminering.
Den nya studien visar att övergången från kontinuerlig drift till tidsstyrda pulser kraftigt förbättrar renheten. Genom att separera prekursordosen från plasmasteget begränsas oönskade gasfasreaktioner och kolrika fragment får tid att avlägsnas. Forskarna rapporterar att kolhalten sjunker från cirka 32 procent i kontinuerlig e‑CVD till omkring 10 procent i den pulserade processen. Användning av en turbomolekylär pump under rensningssteget förbättrar detta ytterligare.
- Dessa resultat visar att vi börjar kunna kontrollera denna nya form av CVD, och det ger också en fingervisning om vilka typer av prekursormolekyler vi bör använda, säger Henrik Pedersen.
Forskargruppen testade även en amidinatbaserad järnprekursor, som visade mer förutsägbart ytbeteende men gav liknande föroreningsnivåer och långsammare tillväxt.
- Vi arbetar med liknande processer för fler metaller med mycket spännande resultat, säger Henrik Pedersen.
Resultaten visar att pulserad elektrondriven CVD kan producera renare järnfilmer vid låga temperaturer, ett viktigt steg för elektronik och magnetiska applikationer där värmekänsliga material är inblandade.
Hitta publikationen här.
