电化学沉积法制备薄膜材料ppt-课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
3、电化学沉积的方法
恒电流法和恒电压法 单槽法和双槽法
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
3.1、恒电流法和恒电压法 电沉积方法制备薄膜按其所用电能的供给 方式可分为恒电流法和恒电压法。 恒电流法是采用恒电流电解，此法数学模 型的理论分析较为简单。但是，恒电流法 电解时，电极电位容易受外界影响而波动， 因而得不到均匀的镀层，采用恒电压法可 以避免上述问题。
wenku.baidu.com
Dept. Logo
在阳极反应中，金属在适当的电解液中 作为阳极，金属或石墨作为阴极。当电流 通过时，金属阳极表面被消耗并形成氧化 涂层，也就是氧化物长在金属阳极表面。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
2.4、阳极反应沉积薄膜材料举例 1）F M Nazar等人以金属钨为阳极基片， 以0.4mol/L KNO3和0.04mol/L HNO3水溶液为 电解质溶液，沉积出了氧化钨薄膜。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
4）电化学沉积的速度可由电流来控制，电流 越大，沉积速度越快；
5）电化学沉积是一种经济的沉积方法，设备 投资少，工艺简单，操作容易，环境安全， 生产方式灵活适于工业化大生产。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
1.2、电化学沉积法的缺点 用电沉积法制备理想的、复杂组成的薄膜 材料较为困难。另外，对于基体表面上晶 核的生成和长大速度不能控制，制得的化 合物半导体薄膜多为多晶态或非晶态，性 能不高。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
恒电压法是将电解时的电极电压恒定在某 一值，使镀液中一种金属离子发生电化学还 原而析出；当电极电压恒定在另一值时，镀 液中另一种金属离子还原析出。如此交替改 变电压，以形成金属多层膜。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
3.2、单槽法和双槽法 按沉积设备不同，电沉积方法分为双槽法、 单槽法。双槽法是在含有不同电解质溶液的 电解槽中交替电镀得到多层膜的方法。 现在，多层膜的制备大都采用单槽法。单槽 法是将两种或几种活性不同的金属离子以合 适的配比加入到同一电解液中，控制沉积电 位或电流，使其在一定范围内周期性变化， 得到成分和结构周期性变化的膜层。
Company Logo
电化学沉积法 制备薄膜材料及其研究进展
胡宝云 李嘉胤 田鹏 王文静
Any use, dissemination, distribution or duplication of this transmission is strictly prohibited.
Shenzhen lean-sigma consultant Co., LTD 版权所有 翻X版X 必XX究(HK) ,LTD
Dept. Logo
主要内容
• 1、电化学沉积法简介 • 2、电化学沉积机理分析 • 3、电化学沉积方法分类 • 4、电化学沉积的电解质体系 • 5、电化学沉积的影响因素 • 6、电化学沉积法制备的薄膜的特性
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
1、电化学沉积简介
电化学沉积是一种液相方法，通过电化学沉 积技术在材料表面获得具有多种功能的膜层， 是一种历史较长、工艺相对成熟的表面处理 技术，金属电化学沉积在19世纪早期就已出 现。
电化学沉积的特点
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
1.1、电化学沉积的优点 1）可在各种结构复杂的基体上均匀沉积；适
用于各种形状的基体材料，特别是异型结 构件； 2）电化学沉积通常在室温或稍高于室温的条 件下进行，因此非常适合制备纳米构； 3）控制工艺条件(如：电流，溶液pH值，温 度，浓度，组成，沉积时间等)可精确控制 沉积层的厚度，化学组成和结构等；
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
• 电化学沉积是指在电场作用下，在一定的
电解质溶液（镀液）中由阴极和阳极构成 回路，通过发生氧化还原反应，使溶液中 的离子沉积到阴极或者阳极表面上而得到 我们所需镀层的过程。镀层可以是薄膜也 可以是涂层。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
2) G F Pastore以金属铝为阳极基片，电 解液为硼酸胺，用0.2mol/L H3PO4调至 pH=9.0，用NaOH调Ph=7.6，得到了氧化铅薄 膜。
3) S B Saidman，J R Vilche以金属镉为 阳极基片，以0.01mol/L NaOH+ymol/L Na2S （0≤y≤0.03）和xmol/L NaOH+ 0.01mol/L Na2S（0.01≤x≤1） 为电解液，得到了硫化 镉薄膜。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
2、电化学沉积机理分析
阴极还原沉积机理 阳极氧化沉积机理
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
2.1、阴极还原沉积机理 阴极沉积是把所要沉积的阳离子和阴离子
溶解到水溶液或非水溶液中，同时溶液中 含有易于还原的一些分子或原子团，在一 定的温度、浓度和溶液的pH值等实验条件 下，控制阴极电流和电压就可以在电极表 面沉积出所需的薄膜。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
2.3、阳极氧化沉积机理 阳极沉积一般在较高的pH值的溶液中进行， 一定的电压下溶液中的低价金属阳离子在 阳极表面被氧化成高价阳离子，然后高价 阳离子在电极表面与溶液中的OH-生成氢氧 化物或羟基氧化物，进一步脱水生成氧化 物薄膜。
XX XX (HK) LTD
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
2.2、阴极反应沉积薄膜材料举例 1）以ITO玻璃为阴极，以石墨为阳极，以 1.0gCdCl2和0.6g硫粉溶于二甲基硫氧化物 中的溶液作为电解液，获得了CdS薄膜。 2）以不锈钢为基片，以一定摩尔浓度的 硫酸铜、乳酸和氢氧化钠溶液为电解液， 得到了Cu2O薄膜。
Dept. Logo
3、电化学沉积的方法
恒电流法和恒电压法 单槽法和双槽法
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
3.1、恒电流法和恒电压法 电沉积方法制备薄膜按其所用电能的供给 方式可分为恒电流法和恒电压法。 恒电流法是采用恒电流电解，此法数学模 型的理论分析较为简单。但是，恒电流法 电解时，电极电位容易受外界影响而波动， 因而得不到均匀的镀层，采用恒电压法可 以避免上述问题。
wenku.baidu.com
Dept. Logo
在阳极反应中，金属在适当的电解液中 作为阳极，金属或石墨作为阴极。当电流 通过时，金属阳极表面被消耗并形成氧化 涂层，也就是氧化物长在金属阳极表面。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
2.4、阳极反应沉积薄膜材料举例 1）F M Nazar等人以金属钨为阳极基片， 以0.4mol/L KNO3和0.04mol/L HNO3水溶液为 电解质溶液，沉积出了氧化钨薄膜。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
4）电化学沉积的速度可由电流来控制，电流 越大，沉积速度越快；
5）电化学沉积是一种经济的沉积方法，设备 投资少，工艺简单，操作容易，环境安全， 生产方式灵活适于工业化大生产。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
1.2、电化学沉积法的缺点 用电沉积法制备理想的、复杂组成的薄膜 材料较为困难。另外，对于基体表面上晶 核的生成和长大速度不能控制，制得的化 合物半导体薄膜多为多晶态或非晶态，性 能不高。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
恒电压法是将电解时的电极电压恒定在某 一值，使镀液中一种金属离子发生电化学还 原而析出；当电极电压恒定在另一值时，镀 液中另一种金属离子还原析出。如此交替改 变电压，以形成金属多层膜。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
3.2、单槽法和双槽法 按沉积设备不同，电沉积方法分为双槽法、 单槽法。双槽法是在含有不同电解质溶液的 电解槽中交替电镀得到多层膜的方法。 现在，多层膜的制备大都采用单槽法。单槽 法是将两种或几种活性不同的金属离子以合 适的配比加入到同一电解液中，控制沉积电 位或电流，使其在一定范围内周期性变化， 得到成分和结构周期性变化的膜层。
Company Logo
电化学沉积法 制备薄膜材料及其研究进展
胡宝云 李嘉胤 田鹏 王文静
Any use, dissemination, distribution or duplication of this transmission is strictly prohibited.
Shenzhen lean-sigma consultant Co., LTD 版权所有 翻X版X 必XX究(HK) ,LTD
Dept. Logo
主要内容
• 1、电化学沉积法简介 • 2、电化学沉积机理分析 • 3、电化学沉积方法分类 • 4、电化学沉积的电解质体系 • 5、电化学沉积的影响因素 • 6、电化学沉积法制备的薄膜的特性
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
1、电化学沉积简介
电化学沉积是一种液相方法，通过电化学沉 积技术在材料表面获得具有多种功能的膜层， 是一种历史较长、工艺相对成熟的表面处理 技术，金属电化学沉积在19世纪早期就已出 现。
电化学沉积的特点
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
1.1、电化学沉积的优点 1）可在各种结构复杂的基体上均匀沉积；适
用于各种形状的基体材料，特别是异型结 构件； 2）电化学沉积通常在室温或稍高于室温的条 件下进行，因此非常适合制备纳米构； 3）控制工艺条件(如：电流，溶液pH值，温 度，浓度，组成，沉积时间等)可精确控制 沉积层的厚度，化学组成和结构等；
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
• 电化学沉积是指在电场作用下，在一定的
电解质溶液（镀液）中由阴极和阳极构成 回路，通过发生氧化还原反应，使溶液中 的离子沉积到阴极或者阳极表面上而得到 我们所需镀层的过程。镀层可以是薄膜也 可以是涂层。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
2) G F Pastore以金属铝为阳极基片，电 解液为硼酸胺，用0.2mol/L H3PO4调至 pH=9.0，用NaOH调Ph=7.6，得到了氧化铅薄 膜。
3) S B Saidman，J R Vilche以金属镉为 阳极基片，以0.01mol/L NaOH+ymol/L Na2S （0≤y≤0.03）和xmol/L NaOH+ 0.01mol/L Na2S（0.01≤x≤1） 为电解液，得到了硫化 镉薄膜。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
2、电化学沉积机理分析
阴极还原沉积机理 阳极氧化沉积机理
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
2.1、阴极还原沉积机理 阴极沉积是把所要沉积的阳离子和阴离子
溶解到水溶液或非水溶液中，同时溶液中 含有易于还原的一些分子或原子团，在一 定的温度、浓度和溶液的pH值等实验条件 下，控制阴极电流和电压就可以在电极表 面沉积出所需的薄膜。
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
2.3、阳极氧化沉积机理 阳极沉积一般在较高的pH值的溶液中进行， 一定的电压下溶液中的低价金属阳离子在 阳极表面被氧化成高价阳离子，然后高价 阳离子在电极表面与溶液中的OH-生成氢氧 化物或羟基氧化物，进一步脱水生成氧化 物薄膜。
XX XX (HK) LTD
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
XX XX (HK) LTD
Dept. Logo
2.2、阴极反应沉积薄膜材料举例 1）以ITO玻璃为阴极，以石墨为阳极，以 1.0gCdCl2和0.6g硫粉溶于二甲基硫氧化物 中的溶液作为电解液，获得了CdS薄膜。 2）以不锈钢为基片，以一定摩尔浓度的 硫酸铜、乳酸和氢氧化钠溶液为电解液， 得到了Cu2O薄膜。