First principles study of the atomic layer deposition of alumina by TMA–H2O-process

文献情報

出版日 2015-06-08
DOI 10.1039/C5CP01912E
インパクトファクター 3.676
著者

Timo Weckman, Kari Laasonen


原文を見る

要旨

Atomic layer deposition (ALD) is a coating technology used to produce highly uniform thin films. Aluminiumoxide, Al2O3, is mainly deposited using trimethylaluminium (TMA) and water as precursors and is the most studied ALD-process to date. However, only few theoretical studies have been reported in the literature. The surface reaction mechanisms and energetics previously reported focus on a gibbsite-like surface model but a more realistic description of the surface can be achieved when the hydroxylation of the surface is taken into account using dissociatively adsorbed water molecules. The adsorbed water changes the structure of the surface and reaction energetics change considerably when compared to previously studied surface model. Here we have studied the TMA–H2O process using density functional theory on a hydroxylated alumina surface and reproduced the previous results for comparison. Mechanisms and energetics during both the TMA and the subsequent water pulse are presented. TMA is found to adsorb exothermically onto the surface. The reaction barriers for the ligand-exchange reactions between the TMA and the surface hydroxyl groups were found to be much lower compared to previously presented results. TMA dissociation on the surface is predicted to saturate at monomethylaluminium. Barriers for proton diffusion between surface sites are observed to be low. TMA adsorption was also found to be cooperative with the formation of methyl bridges between the adsorbants. The water pulse was studied using single water molecules reacting with the DMA and MMA surface species. Barriers for these reactions were found to reasonable in the process conditions. However, stabilizing interactions amongst water molecules were found to lower the reaction barriers and the dynamical nature of water is predicted to be of importance. It is expected that these calculations can only set an upper limit for the barriers during the water pulse.

関連文献

Reversed selectivity of photocatalytic CO2 reduction over metallic Pt and Pt(ii) oxide cocatalysts

Junyi Wang, Youzi Li, Jiangting Zhao, Zhuo Xiong, Junying Zhang, Yongchun Zhao

2021-03-31 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00407G

Back cover

2021-04-22 Cover

DOI: 10.1039/D1CP90089G

Exploring the transition of polydopamine-shelled perfluorohexane emulsion droplets into microbubbles using small- and ultra-small-angle neutron scattering

Mark Louis P. Vidallon, Luke W. Giles, Simon Crawford, Alexis I. Bishop, Rico F. Tabor, Liliana de Campo, Boon Mian Teo

2021-04-07 Paper

DOI: 10.1039/D1CP01146D

Substance and shadow of formamidinium lead triiodide based solar cells

Muhammed P. U. Haris, Meenakshi Pegu, M. Deepa

2021-03-16 Perspective

DOI: 10.1039/D1CP00552A

Electrodeposition of neodymium and dysprosium from organic electrolytes

Pieter Geysens, Pin-Cheng Lin, Jan Fransaer, Koen Binnemans

2021-04-06 Paper

DOI: 10.1039/D0CP06606K

Prototropic forms of hydroxy derivatives of naphthoic acid within deep eutectic solvents

Vaishali Khokhar, Siddharth Pandey

2021-03-17 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00845E

Multiple dehydrogenation of fluorene cation and neutral fluorene using the statistical molecular fragmentation model

Nguyen-Thi Van-Oanh, Lejin Xu, Yining Luo

2021-04-08 Paper

DOI: 10.1039/D0CP06100J

Dynamical theory for the battery's electromotive force

Robert Alicki, David Gelbwaser-Klimovsky, Elizabeth von Hauff

2021-03-23 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00196E

Reaction mechanism of atomic layer deposition of aluminum sulfide using trimethylaluminum and hydrogen sulfide

Yanghong Yu, Zhongchao Zhou, Lina Xu, Yihong Ding, Guoyong Fang

2021-04-06 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00864A

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンの主な用途は何ですか?

2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンは、主に医薬品および農薬の製造に使用されます。また、合成化学の一部として研究用材料としても利用されます。

41608-73-52-Methoxy-4-(methyls...
化合物よくある質問

4-溴甲基-3-甲氧基苯甲酸は安全ですか?

安全ではありません。触覚や吸入に注意が必要で、適切な防護具を使用してください。

118684-13-24-(Bromomethyl)-3-me...
化合物よくある質問

4,6-二氯-N-甲基ピラミジンアミンの代替品はありますか?

代替品としては、4,6-二クロロピラミジンアミンや他のピラミジン系化合物が考えられます。ただし、目的と用途によって最適な代替品は異なります。

10397-15-64,6-Dichloro-N-methy...
化合物よくある質問

6-氯-4-甲基-1H-吲哚を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

6-氯-4-甲基-1H-吲哚の廃棄物は、適切な容器に収集し、密閉して保管します。温度は常温、湿度は低く、直射日光を避けて保管することを推奨します。廃棄処理は専門...

885520-84-36-chloro-4-methyl-1H...
化合物よくある質問

2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドについて「に適用される法規ガイドラインは何ですか」

2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドのCAS番号は207974-08-1です。この化合物はGHS分類で毒性物質と有害な反応物質として分類されます...

207974-08-1[2-Fluoro-4-(trifluo...
化合物よくある質問

4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸はどのように保存すればよいですか?

4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸は、室温で暗所に保管し、乾燥した環境で保存することを推奨します。容器は密閉性の...

19811-64-44-Nitrophenyl N-[(be...
化合物よくある質問

イソデスロラタドリンの代替品はありますか?

イソデスロラタドリンの代替品としては、デスロラタドリンや他の抗ヒスタミン薬が挙げられます。具体的には、デスロラタドリン、ラセカミド、フェルタドリンなどが、症状や...

183198-49-4Iso Desloratadine
化合物よくある質問

5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐はどのように合成されますか?

5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐の一般的な合成方法は、メタノール中で5-メトキシ-1,2,3,4-四ヒュドロイソキシンを塩酸で塩化します。この反応で...

103030-69-95-Methoxy-1,2,3,4-te...
化合物よくある質問

4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸についての法規ガイドラインは何ですか?

CAS番号6471-78-9の4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸は、GHS分類では corrosive(腐食性)と識別されます。EUのREAC...

6471-78-94-Amino-5-Methoxy-2-...
化合物よくある質問

甲基孕酮を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

甲基孕酮の取り扱いは、PPE(個人保護具)の使用が必要な重要な安全事項を伴います。防塵マスク、ゴーグル、手袋を着用することが推奨されます。ドラフトチャンバーを使...

204063-33-22-[(Diphenylmethyl)a...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。