Growth of ZrO2 films on mesoporous silica sieve via atomic layer deposition

Autor(es)

Rasteiro, Leticia F. ; Motin, Abdul ; Vieira, Luiz H. ; Assaf, Elisabete M. ; Zaera, Francisco

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Thin Solid Films; v. 768, p. 6-pg., 2023-02-01.

Resumo

The atomic layer deposition of ZrO2 thin films over the mesopores of a mesoporous silica sieve, SBA-15 (Santa Barbara Amorphous-15), using the tetrakis(dimethylamino)zirconium(IV) (TDMAZ) as ZrO2 precursor was tested and characterized using N2 adsorption-desorption isotherms, taking advantage of the well-defined shape and size distribution of the pores in the SBA-15. Three samples were prepared, using 2, 4, and 6 deposition cycles to control the thickness of the films. It was determined that, as the average size of the pores decreased (with the increasing number of cycles), their size distribution remained narrow, indicating a homogeneous distribution of the ZrO2 throughout the surfaces of the SBA-15 pores. This conclusion was confirmed by transmission electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The deposition rate appears to slow down after 4 cycles, an observation that we explain by different chemisorption properties of TDMAZ molecules over SBA-15 and ZrO2 surface and by relating the kinetic diameter of TDMAZ with the pore diameter of SBA-15 after 4 deposition cycles: mass transport limitations have become significant at this point. They may be affected by complex factors like electronic effects caused by exposed ZrO2 surface and the multi-directional adsorption of precursor mole-cules in the pore walls. (AU)

• Processo FAPESP: 14/50279-4 - Brasil Research Centre for Gas Innovation
• Beneficiário: Julio Romano Meneghini
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Centros de Pesquisa em Engenharia
• Processo FAPESP: 17/22671-5 - Nanopartículas de Ga-Ni suportados em sílica porosa para a síntese de metanol a partir do CO2 em baixas pressões
• Beneficiário: Letícia Fernanda Rasteiro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 19/22260-0 - Controle em nível sub-monocamada do crescimento de filmes de ZrO2 sobre suportes de sílica mesoporosa ordenados e adaptação de interface de catalisadores de Ni-Ga por deposição de camada atômica (DCA)
• Beneficiário: Letícia Fernanda Rasteiro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/12021-6 - Oxidação parcial do metano a metanol utilizando catalisadores de metais nobres (Rh, Pd ou Pt) atomicamente dispersos na superfície de CeO2 mesoporosos dopados (Ce1-xMxO2, M=Zr, Sn ou La)
• Beneficiário: Luiz Henrique Vieira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 15/06246-7 - Aplicação do conceito de biorrefinaria a estações de tratamento biológico de águas residuárias: o controle da poluição ambiental aliado à recuperação de matéria e energia
• Beneficiário: Marcelo Zaiat
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático