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全面出擊!臺(tái)式多功能薄膜制備與加工系統(tǒng)在多項(xiàng)工作中大顯神通

時(shí)間:2024-12-19閱讀:357

臺(tái)式高精度薄膜制備與加工系統(tǒng)是由英國(guó)材料科學(xué)領(lǐng)域高性能儀器研發(fā)公司Moorfield Nanotechnology推出的一系列產(chǎn)品,主要包含磁控濺射、熱蒸發(fā)、等離子軟刻蝕、石墨烯制備CVD、高性能退火爐等設(shè)備。該系列設(shè)備已經(jīng)工作在全球眾多的有名研究機(jī)構(gòu)和高等院校,在材料研究領(lǐng)域幫助用戶屢立奇功,在多項(xiàng)研究中都取得了可喜的成績(jī)。本文選擇了今年臺(tái)式高性能多功能PVD薄膜制備系列—nanoPVD參與的具有代表性的兩項(xiàng)工作總結(jié)如下:

 

臺(tái)式高性能多功能PVD薄膜制備系列—nanoPVD

 

一、小而強(qiáng)大,nanoPVD在鋰電池研究中大顯身手


三氧化鉬(MoO3)是一種有前景的鋰離子電池(LIB)陽極材料,理論容量為1117mAhg-1。然而,MoO3固有的電子電導(dǎo)率較低,并且在充放電循環(huán)過程中會(huì)發(fā)生顯著的體積膨脹,這阻礙了其在實(shí)際應(yīng)用中獲得理想的容量和可循環(huán)能力。日前,諾森比亞大學(xué)的R. F. Shahzad, S. Rasul研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種新的材料設(shè)計(jì)策略,該團(tuán)隊(duì)使用物理氣相沉積(PVD)技術(shù)制備了含有MoO3和硬碳(HC)結(jié)構(gòu)的LIB陽極。對(duì)MoO3/HC作為陽極材料的LIB進(jìn)行了評(píng)估,LIB在0.2 C的放電速率下表現(xiàn)出953 mAhg?1性能。此外,MoO3/HC-陽極在5 C的快速充電過程中表現(xiàn)出的速率能力,達(dá)到了342 mAhg-1的容量。MoO3/HC陽有出色的循環(huán)壽命,在0.2 C的速率下循環(huán)3000次后,庫(kù)侖效率保持在99%以上。MoO3/HC-陽極的性能可歸因于基于多層結(jié)構(gòu)的新型材料設(shè)計(jì)策略,其中HC為L(zhǎng)IB陽極可能的體積膨脹提供了屏障。



新型MoO3在有無HC包覆情況下的工作過程示意圖



MoO3/HC顆粒膜的SEM和EDS測(cè)量圖


本工作中作者采用臺(tái)式高質(zhì)量多功能薄膜磁控濺射系統(tǒng) - nanoPVD S10A制備了MoO3和HC樣品,為本項(xiàng)研究在樣品制備做出了重要貢獻(xiàn)。nanoPVD-S10A是臺(tái)式高性能的磁控濺射設(shè)備,具有高精度生長(zhǎng)氣氛自動(dòng)控制功能,確保樣品生長(zhǎng)條件的穩(wěn)定性。全自動(dòng)的控制程序使樣品制備不再是一項(xiàng)繁瑣的工作,將研究人員從繁瑣的制樣工作中解放出來而更加關(guān)注科研本身。該項(xiàng)工作以Designing Molybdenum Trioxide and Hard Carbon Architecture for Stable Lithium-Ion Battery Anodes為題發(fā)表在Adv. Mater. Interfaces上(2024, 11, 2400258)。

 

二、應(yīng)用廣泛,nanoPVD與打印技術(shù)相結(jié)合制備3D電極陣列


監(jiān)測(cè)3D細(xì)胞組織和類器官中多個(gè)平面的電信號(hào)活動(dòng)對(duì)于全面了解它們的功能連接和行為至關(guān)重要。然而,傳統(tǒng)的平面微電極陣列(MEA)只能用于表面記錄,不足以解決這一方面的問題。較長(zhǎng)制備時(shí)間以及復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)超凈間技術(shù)在很多方面限制了3D電極陣列的應(yīng)用,并可能阻礙有效的細(xì)胞電極耦合。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn),慕尼黑工業(yè)大學(xué)的Bernhard Wolfrum研究團(tuán)隊(duì)提出了一種基于快速原型制作與打印技術(shù)相結(jié)合的新方法。該方法利用磁控濺射工藝和濕法蝕刻來快速制備基礎(chǔ)的電極圖案,結(jié)合打印技術(shù)來制備出3D結(jié)構(gòu)的電極陣列。玻璃、聚酰亞胺(PI)箔或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)箔基板上的激光曝光制備的圖案化MEA縱橫比可高達(dá)44:1。經(jīng)過噴墨打印的3D電極結(jié)構(gòu),高度高達(dá)1 mm,間距為200 µm,可在細(xì)胞組織內(nèi)進(jìn)行精確電學(xué)記錄。電極尖的特定形狀和可定制的3D結(jié)構(gòu)為電極放置提供了極大的靈活性。通過原位記錄皮質(zhì)類器官的電生理活動(dòng),研究人員證明了3D MEA的多功能性,為在體外以高通量方式研究常規(guī)或各種病理改變條件下的神經(jīng)活動(dòng)鋪平了道路。




3D電極陣列的示意圖和實(shí)物圖


在本項(xiàng)研究工作中,研究人員利用臺(tái)式高性能多功能PVD薄膜制備系列—nanoPVD的直流濺射功能在基底上制備了Au和Ti的薄膜并通過濕法刻蝕的方式制備了電極圖案。高質(zhì)量的薄膜為后續(xù)的噴墨打印工藝提供了基礎(chǔ)。該項(xiàng)工作以Inkjet-Printed 3D Electrode Arrays for Recording Signals from Cortical Organoids為題發(fā)表在Advanced Materials Technologies上。

 

nanoPVD系統(tǒng)主要特點(diǎn):

? 水冷式濺射源,通用2英寸設(shè)計(jì),可進(jìn)行高功率濺射

? MFC流量計(jì)高精度控制過程氣體可通入多個(gè)氣路

? DC/RF濺射電源可選,可實(shí)現(xiàn)共濺射

? 可設(shè)定、儲(chǔ)存多個(gè)濺射程序

? 4英寸樣品臺(tái),可加熱

? 本底真空<5×10-7mbar

? 全自動(dòng)觸摸屏控制方案

? 系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單

? 完備的安全性設(shè)計(jì)

? 兼容超凈間

? 性能穩(wěn)定


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1、臺(tái)式高精度薄膜制備與加工系統(tǒng)

http://www.duoo135.com/st166724/product_34660266.html


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