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Materials Engineering

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English

薄膜の電気めっき

概要

出典:ローガン・G・キーファー、アンドリュー・R・ファルコフスキ、テイラー・D・スパークス、ユタ大学材料工学科、ソルトレイクシティ、UT

電気めっきは、電流を使用して溶存金属カチオンを低減し、電極上に薄いコーティングを形成するプロセスです。他の薄膜堆積技術には、化学蒸着(CVD)、スピンコーティング、ディップコーティング、スパッタ堆積などがあります。CVDは、堆積する元素の気相前駆体を使用する。スピンコーティングは、液体前駆体を遠心分離して広げる。ディップコーティングはスピンコーティングに似ていますが、液体前駆体を回転させるのではなく、基板が完全に水中に沈む。スパッタリングはプラズマを使用してターゲットから所望の材料を除去し、基板をプレートします。CVDやスパッタリングなどの技術は、非常に高品質のフィルムを生成しますが、これらの技術は通常、真空雰囲気と小さなサンプルサイズを必要とするため、非常にゆっくりと高コストで行います。電極は、コストを大幅に削減し、スケーラビリティを向上させる真空雰囲気に依存しません。さらに、比較的高い堆積率は、電極付けで達成することができる。

手順

  1. 0.05M塩酸(HCl)の50mL、0.05Mのフェリシアン化カリウム100mL(K3[Fe(CN)6])、100mLの0.05M鉄(III)塩化六水和物(FeCl3.6H2O)を混合してプルシアンブルー溶液を調製します。
  2. 約8cmのニクロムワイヤー(NiCr)をタイトなコイルに巻き付け、アノードを作成します。
  3. ITO被覆PETの5X5センチメートルシートの導電面を保護する外面コーティングを除去して陰極基板を準備します。
  4. 9ボルト(9V)バッテリの正端子を直ちに30オーム抵抗に接続し、アリゲータークリップを使用してNiCrアノードに接続して回路を構築します。アリゲータークリップを使用して、バッテリーのマイナス端をITO陰極基板に接続します。カソードとアノードが溶液中で接触していないことを確認します。
  5. 回路とプルシアンブルー溶液を調製した後、カソードとアノードを溶液に下げ、アリゲータークリップを水没しないように注意してください。2分間保持し、その後、DI水中でカソードとアノードの両方を取り出してすすいでく

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結果

定性的には、プルシアンブルーで被覆されたITOは、下図1に示すように負の電位を印加すると透明になる。この変化は、正の電圧を印加することによって逆にすることができます。

Figure 1
図1:着色・漂白状態のプルシ...

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申請書と概要

この実験で実証されているように、電極は、体積の変化を最小限に抑える内で材料表面特性を改変することを可能にする。電極付けの過程で、電流は陽極と陰極の間の電解液を通して通過する。電解質溶液中の正に帯電したカチオンは、負に帯電したカソードに引き付けられ、上に堆積する。堆積すると、層内の原子は還元過程で電子を得る。

電極の速度と量は、電解?...

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