In situ studie van de oppervlaktechemie tijdens de nucleatie en de groei van cobalt en nikkel met atoomlaagdepositie

Dit voorstel streeft naar een beter begrip van de chemische en fysische oppervlakteprocessen tijdens kobalt en nikkel atoomlaagdepositie (ALD), met name voor toepassingen in de micro-elektronica en katalyse. In de micro-elektronica is de groei van continue metallische dunne filmen van hoge kwaliteit vereist, en dit liefst selectief op bepaalde delen van het oppervlak (“area-selective ALD”). In de katalyse is men dan weer eerder geïnteresseerd in het afzetten van (bi)metallische nanodeeltjes met een precieze controle over de grootte, compositie en dekkingsgraad. Dit vereist een goed begrip van de oppervlaktechemie, nucleatie- en reactiemechanisme. Dit voorstel steunt op de recent ontwikkelde chemie voor Co en Ni ALD, die gebruik maakt van precursoren met diazadienyl liganden. Alhoewel de algemene karakteristieken en selectieve groei van deze processen reeds zijn gerapporteerd, zijn het reactiemechanisme en de redenen voor de selectieve groei niet duidelijk. Daarom stellen we voor om dit probleem aan te pakken met onze wereldunieke instrumentatie van geavanceerde in situ karakteriseringsmethodes. Vooreerst zal de invloed van het co-reactant onderzocht worden om de oppervlaktechemie tijdens “steady-state” omstandigheden te achterhalen. Ten tweede zal de nucleatie op verschillende oppervlakken bestudeerd worden om de selectieve groei te begrijpen. Ten derde zal de nucleatie in detail gekarakteriseerd worden om de finale morfologie van de laag of deeltjes te kunnen controleren.