Engenheiros químicos da EPFL desenvolveram um novo método para deposição de camada atômica, uma técnica comumente usada em microeletrônica de alta qualidade. O novo método pode ser usado em materiais com superfícies maiores muito mais barato do que as abordagens atuais, preservando a qualidade e eficiência.

A deposição de camada atômica (ALD) envolve o empilhamento de camadas de átomos umas sobre as outras, como panquecas. Os átomos vêm de um material vaporizado chamado precursor. ASD é uma técnica bem estabelecida para a fabricação de microeletrônica como semicondutores e cabeças magnéticas para gravação de som, bem como sensores para bioengenharia e diagnósticos.

Contudo, usar ALD para depositar camadas em superfícies maiores tem sido uma luta, especialmente quando se trata de materiais de fabricação que devem ser mantidos a baixo custo, por exemplo. catalisadores e dispositivos solares.

"O ponto crítico não é necessariamente fazer o material certo, mas torná-lo barato, "explica o professor Jeremy Luterbacher, chefe do Laboratório de Processamento Catalítico e Sustentável (LPDC) da EPFL. "O revestimento de áreas de superfície maiores com métodos de fase gasosa requer longos tempos de deposição, e enormes excessos de precursor, ambos aumentam os custos, "acrescenta Benjamin Le Monnier, o Ph.D. aluno que realizou a maior parte da pesquisa.

Agora, o LPDC desenvolveu uma solução. Usando ALD em uma fase líquida, os cientistas podem produzir materiais indistinguíveis daqueles feitos na fase gasosa, com equipamento muito mais barato e sem precursores em excesso.

Maior precisão corta custos

Os pesquisadores alcançaram esse avanço medindo cuidadosamente a proporção dos precursores reagentes antes de injetá-los na superfície de um substrato. Por aqui, eles usaram exatamente a quantidade certa de precursor, sem sobras que podem causar reações indesejadas ou serem desperdiçadas.

O novo método também reduz custos, exigindo apenas equipamentos de laboratório padrão para síntese química. Também pode ser facilmente ampliado para revestir mais de 150 g de material com o mesmo equipamento barato, sem perda de qualidade do revestimento. A técnica pode até alcançar revestimentos que não são possíveis usando ALD em fase gasosa, por exemplo. usando precursores não voláteis.

"Acreditamos que esta técnica pode democratizar muito o uso de ALD em catalisadores e outros materiais de alta área de superfície, "diz Luterbacher.