電弧等離子體沉積系統(tǒng)
日本ADVANCE RIKO公司致力于電弧等離子體沉積系統(tǒng)(APD)用脈沖電弧放電將電導(dǎo)材料離子化,產(chǎn)生高能離子并沉積在基底上,制備納米薄膜鍍層或納米顆粒。
用通過控制脈沖能量,可以在1.5nm到6nm范圍內(nèi)控制納米顆粒直徑,活性好,產(chǎn)量高。多種靶材同時(shí)制備可生成新化合物。金屬/半導(dǎo)體制備同時(shí)控制腔體氣氛,可以產(chǎn)生氧化物和氮化物薄膜。高能量等離子體可以沉積碳和相關(guān)單質(zhì)體如非晶碳,納米鉆石,碳納米管 形成新的納米顆粒催化劑。
主要應(yīng)用域
- 制備新金屬化合物,或制備氧化物和氮化物薄膜(氧氣和氮?dú)夥諊?/span>
- 制備非晶碳,納米鉆石以及碳納米管的納米顆粒
- 形成新的納米顆粒催化劑(廢氣催化劑,揮發(fā)性有機(jī)化合物分解催化劑,光催化劑,燃料電池電催化劑,制氫催化劑)
- 用熱電材料靶材制備熱電效應(yīng)薄膜
技術(shù)原理
- 在觸發(fā)電上加載高電壓后,電容中的電荷充到陰(靶材)上。
- 真空中的陽和陰(靶材)間,電子形成了蠕緩放電,并產(chǎn)生放電回路,靶材被加熱并形成等離子體。
- 通過磁場(chǎng)控制等離子體照射到基底上,形成薄膜或納米顆粒。
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適用性
APD適用于元素周期表中大部分高導(dǎo)電性金屬,合金以及半導(dǎo)體。所用原料為直徑10mmX17mm長(zhǎng)圓柱體或管狀體,且電阻率小于0.01 ohm.cm。下面的元素周期表顯示了可制備的材料,綠色代表*適用,黃色代表在定條件下適用。
產(chǎn)品點(diǎn)
1. 系統(tǒng)可以通過調(diào)節(jié)放電電容選擇納米顆粒直徑在1.5nm到6nm范圍內(nèi)。
2. 只要靶材是導(dǎo)電材料,系統(tǒng)就可以將其等離子體化。(電阻率小于0.01ohm.cm)
3. 改變系統(tǒng)的氣氛氛圍,可以制備氧化物或氮化物。石墨在氫氣中放電能產(chǎn)生超納米微晶鉆石。
4. 用該系統(tǒng)制備的活性催化劑效果于濕法制備。
5. Model APD-P支持將納米顆粒做成粉末。Model APD-S適合在2英寸基片上制備均勻薄膜。
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APD制備的Fe-Co納米顆粒的SEM和EDS圖譜
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系統(tǒng)參數(shù)
1. 真空腔尺寸:400X400X300長(zhǎng)寬高
APD-P 粉末容器:直徑95mm 高30mm
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產(chǎn)品對(duì)比
測(cè)試數(shù)據(jù)
■ 用APD制備氧化鐵納米顆粒
圖1 三種不同碳基支撐物表面獲得的氧化鐵顆粒的HAADF-STEM圖像及粒徑分布統(tǒng)計(jì)圖
表1 鐵負(fù)載量、納米顆粒粒徑與電弧脈沖次數(shù)的關(guān)系
引用資料:Yumi Ida, et al. A useful preparation of ultrasmall iron oxide particles by using arc plasma deposition. RSC Adv., 2020, 10, 41523.
■ 用APD制備Fe-Co納米顆粒
APD制備的Fe-Co納米顆粒的SEM和EDS圖譜
部分用戶發(fā)表文獻(xiàn)
2021
1. Kamal Prasad Sharma, Aliza Khaniya Sharma, Toru Asaka, Takahiro Maruyama. Transmissible Plasma-Evolved Suspended Graphene for TEM Observation Window. ACS Appl. Nano Mater. 2021, XXXX, XXX, XXX-XXX.
2. Ai Misaki, Takahiro Saida, Shigeya Naritsuka, Takahiro Maruyama. Effect of growth temperature and ethanol flow rate on synthesis of single-walled carbon nanotube by alcohol catalytic chemical vapor deposition using Ir catalyst in hot-wall reactor. Jpn. J. Appl. Phys., 2021, 60, 015003.
2020
1. Yumi Ida, Atsushi Okazawa, Kazutaka Sonobe, Hisanori Muramatsu, Tetsuya Kambe, Takane Imaoka, Wang-Jae Chun, Makoto Tanabe, Kimihisa Yamamoto. A useful preparation of ultrasmall iron oxide particles by using arc plasma deposition. RSC Adv., 2020, 10, 41523.
2. K Miyazawa, T Nagai, K Kimoto, M Yoshitake, Y. Tanaka. HRTEM-EELS cross-sectional characterization of HOPG substrate with platinum nanoparticles deposited using a coaxial arc plasma gun. Diam. Relat. Mater., 2020, 101, 107623.
3. Xiao Zhao, Yutaka Hamamura, Yusuke Yoshida, Takuma Kaneko, Takao Gunji, Shinobu Takao, Kotaro Higashi, Tomoya Uruga, Yasuhiro Iwasawa. Plasma-Devised Pt/C Model Electrodes for Understanding the Doubly Beneficial Roles of a Nanoneedle-Carbon Morphology and Strong Pt-Carbon Interface in the Oxygen Reduction Reaction. ACS Appl. Energy Mater. 2020, 3, 6, 5542–5551.
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7. Teppei Ikehara, Zhiyun Noda, Junko Matsuda, Masamichi Nishihara, Akari Hayashi, Kazunari Sasaki. Porous Metal Support for Gas Diffusion Electrode of PEFCs. ECS Trans., 2020, 98, 573.
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9. Masahiro Yasutake, Daiki Kawachino, Zhiyun Noda, Junko Matsuda, Stephen M. Lyth, Kohei Ito, Akari Hayashi, Kazunari Sasaki. Catalyst-Integrated Gas Diffusion Electrodes for Polymer Electrolyte Membrane Water Electrolysis: Porous Titanium Sheets with Nanostructured TiO2 Surfaces Decorated with Ir Electrocatalysts. J. Electrochem. Soc., 2020, 167, 124523.
用戶單位
北海道大學(xué)
日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所
東北大學(xué)(Tohoku University)
韓國科學(xué)技術(shù)研究院
九州大學(xué)
京都大學(xué)
大阪大學(xué)
山梨大學(xué)
東京理科大學(xué)
東京工業(yè)大學(xué)