■  雙電弧等離子體源共沉積制備新型鉑鎳催化劑

 

    N. Todoroki^[1]等人以高(gao)活(huo)性氧還原反(fan)應（oxygen reduction reaction，ORR）為目標，設計(ji)了種(zhong)新(xin)型基(ji)于(yu)鉑(bo)(bo)(bo)-鎳(nie)合金納米(mi)顆粒(li)堆疊(die)薄膜(mo)（nanoparticle-stacking thin film，NPSTF）結(jie)構(gou)的電催(cui)化(hua)劑。合成所得鉑(bo)(bo)(bo)-鎳(nie)NPSTF的質量活(huo)性比商用碳負載的鉑(bo)(bo)(bo)催(cui)化(hua)劑要高(gao)十倍。鉑(bo)(bo)(bo)-鎳(nie)NPSTF顯著的ORR活(huo)性增(zeng)強被歸因于(yu)：

1）由(you)底層(ceng)(ceng)鎳原(yuan)子誘(you)導的(de)表面鉑富集層(ceng)(ceng)的(de)電子性(xing)質修(xiu)飾；

2）由(you)鉑(bo)-鎳納米顆粒堆疊(die)而實現的活性(xing)表面(mian)區域的增加。

    本實驗用(yong)日(ri)本Advance Riko公司的(de)APD電弧(hu)等離子體(ti)沉積系統完(wan)成。

參考(kao)文獻：
 

[1]N. Todoroki, et al., Pt−Ni Nanoparticle-Stacking Thin Film: Highly Active Electrocatalysts for Oxygen Reduction Reaction. ACS Catal., 2015, 5, 2209-2212.

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■  電弧等離子體源與分子束(shu)外延技術的集(ji)成

    在(zai)進電子與光電子器件域， C族(zu)-Ⅳ族(zu)半導體(ti)材(cai)料是頗受關注的(de)種重要材(cai)料。別地，碳含量在(zai)4%~11%的(de)Ge1-xCx外延層被認為具有(you)直接帶隙結構(gou)、且(qie)能夠補償(chang)由硅襯底晶(jing)格失配引(yin)起的(de)固有(you)應變。然而，目前尚未獲(huo)知穩定的(de)GeC相晶(jing)體(ti)材(cai)料，而且(qie)體(ti)材(cai)Ge中低的(de)C原子溶解度（平衡態(tai)下為10⁸ atoms/cm³）也阻礙了獲取結晶良好且含碳量高的GeC外延層。目前已有部分用MBE或CVD生長GeC外延層的報道，相關研究人員目前的研究重點之是提升外延層Ge_1-xC_x中替位C含量x的數值。近期，有研究人員用超高真空考夫曼型寬離子束源，在200 ℃~500 ℃的生長溫度下，在Ge（001）襯底上獲得了x≤2%的Ge_1-xC_x外延層。

    在(zai)M. Okinaka等人^[1]的(de)工作(zuo)中(zhong)，為了進(jin)步增(zeng)強(qiang)非平衡生長(chang)，采(cai)用了電弧(hu)等離子體槍作(zuo)為新型(xing)C源，在Si（001）襯底上用MBE制備(bei)了GeC外延層(ceng)。結果表(biao)明(ming)，對于(yu)在硅表(biao)面用MBE生(sheng)長GeC外延層來說，電弧等離子體槍的使用以及非平衡生(sheng)長的增強，對于(yu)外延層中C的摻入以及抑制外延層中C團簇的形(xing)成具有重要作(zuo)用。

以電弧(hu)等離子體作為碳(tan)源在Si（001）襯底表(biao)面(mian)(mian)生長的碳(tan)膜的AFM圖像，薄膜表(biao)面(mian)(mian)非(fei)常(chang)平整(zheng)，粗(cu)糙(cao)度為納米

參考(kao)文獻(xian)：
[1] M. Okinaka, et al., MBE growth mode and C incorporation of GeC epilayers on Si(001) substrates using an arc plasma gun as a novel C source. J. Cryst. Growth, 2003, 249, 78-86.
 

[2] G. Yu, et al., Ion velocities in vacuum arc plasmas. J. Appl. Phys., 2000, 88, 5618.

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