Фазовый синтез в паровой фазе — метод, используемый для создания очень чистых и масштабируемых наноматериалов и покрытий, имеет большой потенциал для электронной, оптической, аэрокосмической, энергетической, экологической отраслей и полупроводниковой промышленности.
Группа под руководством Лянбина Ху из Йельского университета разработала систему, которая более универсальна, быстра и дешева. Результаты опубликованы в журнале Nature Synthesis. Проект выполнен совместно с профессором Игуан Джу из Принстонского университета и Принстонской плазменной физической лабораторией. Ведущий автор исследования — Сичжэн Ван, бывший научный сотрудник лаборатории Ху, профессор Калифорнийского университета в Ирвайне.
Фазовый синтез в паровой фазе преобразует материалы, переводя их в парообразное состояние, а затем возвращая в твёрдую форму в виде частиц или тонких покрытий. Однако сделать это в атмосферных условиях и при этом контролировать свойства конечного продукта — непростая задача. Отчасти это связано с тем, что некоторые материалы имеют особенно высокие температуры кипения, для достижения которых требуются сложные и мощные системы, такие как электронные пучки, плазма и импульсные лазеры.
Эти системы дороги в приобретении и обслуживании. Кроме того, для достижения оптимальных результатов многие традиционные методы требуют вакуумного давления, что также дорого и сложно в поддержании.
Лаборатория Ху решила эту проблему с помощью нового метода, который они называют электрифицированным осаждением пара (ЭОП). По сути, он использует электрифицированный нагреватель из углеродной бумаги для быстрого достижения чрезвычайно высоких температур, которые мгновенно испаряют и диссоциируют материал, создавая атомарный пар.
Когда этот атомарный пар смешивается с окружающим газом аргона (поддерживаемым при комнатной температуре), он быстро охлаждается и конденсируется таким образом, что получается высокооднородная структура. Это приводит к получению чистых наноматериалов и тонких плёнок с отличным контролем состава и структуры.
Ключевым моментом этого метода является то, что система специально разработана для непрерывного потока и быстрого охлаждения пара. Система ЭОП позволяет смешивать широкий спектр материалов, которые обычно не могут быть созданы традиционными методами. Она быстрая, недорогая и может использоваться в атмосферных условиях без необходимости использования вакуумных систем и другого дорогостоящего оборудования.
Предоставлено Йельским университетом.