Probing the Atomic-Scale Structure of Amorphous Aluminum Oxide Grown by Atomic Layer Deposition

原子层沉积 材料科学 原子单位 图层(电子) 氧化铝 无定形固体 沉积(地质) 氧化物 原子层外延 比例(比率) 纳米技术 化学工程 冶金 结晶学 古生物学 化学 物理 量子力学 沉积物 工程类 生物
作者
Matthias J. Young,Nicholas M. Bedford,Ángel Yanguas-Gil,Steven Letourneau,Matthew Coile,David J. Mandia,Bachir Aoun,Andrew S. Cavanagh,Steven M. George,Jeffrey W. Elam
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:12 (20): 22804-22814 被引量:50
标识
DOI:10.1021/acsami.0c01905
摘要

Atomic layer deposition (ALD) is a well-established technique for depositing nanoscale coatings with pristine control of film thickness and composition. The trimethylaluminum (TMA) and water (H2O) ALD chemistry is inarguably the most widely used and yet to date, we have little information about the atomic-scale structure of the amorphous aluminum oxide (AlOx) formed by this chemistry. This lack of understanding hinders our ability to establish process–structure–property relationships and ultimately limits technological advancements employing AlOx made via ALD. In this work, we employ synchrotron high-energy X-ray diffraction (HE-XRD) coupled with pair distribution function (PDF) analysis to characterize the atomic structure of amorphous AlOx ALD coatings. We combine ex situ and in operando HE-XRD measurements on ALD AlOx and fit these experimental data using stochastic structural modeling to reveal variations in the Al–O bond length, Al and O coordination environment, and extent of Al vacancies as a function of growth conditions. In particular, the local atomic structure of ALD AlOx is found to change with the substrate and number of ALD cycles. The observed trends are consistent with the formation of bulk Al2O3 surrounded by an O-rich surface layer. We deconvolute these data to reveal atomic-scale structural information for both the bulk and surface phases. Overall, this work demonstrates the usefulness of HE-XRD and PDF analysis in improving our understanding of the structure of amorphous ALD thin films and provides a pathway to evaluate how process changes impact the structure and properties of ALD films.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ZYCF发布了新的文献求助10
刚刚
liberty发布了新的文献求助10
1秒前
molihuakai应助bu采纳,获得10
2秒前
金刚大王发布了新的文献求助10
4秒前
DR.秋发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
mikeboying应助夏天音符采纳,获得10
6秒前
阔达囧完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
10秒前
Glovexx发布了新的文献求助10
11秒前
yichun发布了新的文献求助10
12秒前
圆圆发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
HMLM完成签到,获得积分10
12秒前
ZYCF完成签到,获得积分20
14秒前
asstman发布了新的文献求助10
15秒前
木子发布了新的文献求助10
15秒前
Glovexx完成签到,获得积分10
17秒前
雾隐完成签到,获得积分10
17秒前
丁一关注了科研通微信公众号
17秒前
ll完成签到,获得积分10
18秒前
李健应助1eezy采纳,获得10
18秒前
19秒前
19秒前
20秒前
向雨竹发布了新的文献求助10
20秒前
Lucas应助外向的盼晴采纳,获得10
21秒前
lth完成签到 ,获得积分20
23秒前
nlcoisini应助夏天音符采纳,获得10
23秒前
bkagyin应助asstman采纳,获得10
23秒前
23秒前
领导范儿应助木子采纳,获得10
23秒前
领导范儿应助顺心山雁采纳,获得10
23秒前
song完成签到,获得积分10
24秒前
ll发布了新的文献求助10
26秒前
金刚大王发布了新的文献求助10
27秒前
cf完成签到,获得积分20
27秒前
领导范儿应助可青采纳,获得10
29秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
An Introduction to Foreign Language Learning and Teaching 750
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
What is the Future of Psychotherapy in Digital Age? Technology, AI Bots, and Psychotherapy after Covid 444
Synthesis of P-Chiral Phosphine Ligands and Their Applications in Asymmetric Catalysis 400
Management and the Arts 310
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7631332
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9205711
关于积分的说明 19742798
捐赠科研通 7200696
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3274590
关于科研通互助平台的介绍 2436554
邀请新用户注册赠送积分活动 2271188