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MCRI FH係列原子(zi)層(ceng)沉積(ji)係統


技術(shu)簡介

係(xi)統介(jie)紹(shao)

業務範圍(wei)

聯(lian)係方(fang)式

設備案(an)例(li)

實(shi)例介紹

1、原子層沉(chen)積技術簡(jian)介


原子層沉積(ALD)是一種(zhong)前(qian)沿的納米(mi)結(jie)構(gou)製(zhi)造與表(biao)麵工(gong)程(cheng)技術。該(gai)技(ji)術通過交(jiao)替發(fa)生(sheng)的(de)表麵飽和化(hua)學反應實現原子級(ji)精度的可控(kong)薄膜生長(zhang),具有(you)沉積溫(wen)度低(di)、保形性好、原(yuan)子級厚度控製能力、工藝可靠性和(he)重(zhong)複性好等(deng)特點。目前已被(bei)開(kai)發的ALD過程可(ke)用(yong)於合(he)成超過150種單(dan)質(zhi)和化合物,包括金(jin)屬氧化物、氮(dan)化物、硫(liu)化物、磷化物、碳(tan)化物,部(bu)分金屬(shu)及非(fei)金屬單質,以及部分(fen)無機(ji)-有機混合高(gao)分子和有機高分子薄膜。ALD適用於對(dui)各種材(cai)料表麵進行精(jing)確修飾(shi)改性(xing)以及(ji)多種納米結構的可控合成(cheng),可廣泛(fan)用於半導(dao)體與(yu)集(ji)成電路、平板(ban)顯示(shi)、太(tai)陽(yang)能電(dian)池、納(na)米材料、催(cui)化劑(ji)、防腐(fu)蝕(shi)保(bao)護(hu)層、薄膜分離、清(qing)潔(jie)與可再(zai)生能(neng)源、生物與醫(yi)療(liao)、特(te)種材料(liao)表麵改性、空(kong)間(jian)器(qi)件表麵防(fang)輻射(she)等領域(yu)。





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2. MCRI FH係列原子沉積係統介紹


主要(yao)特色:

MCRI FH係列原子層沉積係統由(you)西安丝瓜app色版化學(xue)研究(jiu)所海(hai)外(wai)引(yin)進(jin)人(ren)才馮昊(hao)研究員團隊研製。馮(feng)昊研究員(yuan)長期(qi)從(cong)事(shi)原子層沉積技術基(ji)礎、設備(bei)開發及應用研究,在(zai)針(zhen)對粉體材料的原子層沉積技術領(ling)域頗(po)有建(jian)樹(shu)。FH係列原子層沉積設(she)備定(ding)位為多功能科研型ALD設備,主要用於各(ge)類(lei)粉(fen)體材料樣(yang)品的製備,也(ye)可兼(jian)容(rong)常規(gui)的平(ping)麵基底表麵ALD薄(bao)膜沉積功能,並(bing)特別(bie)適用於高長徑比管(guan)件的內壁或(huo)外壁(bi)表麵ALD薄膜沉積。FH係列(lie)原子層沉積設備采(cai)用模(mo)塊(kuai)化設計,性能先(xian)進,技術成熟,使(shi)用、維護簡便,功(gong)能可擴(kuo)展性強(qiang)(支(zhi)持升(sheng)級改(gai)造(zao),兼容QCM、MS等在線(xian)表征儀器),可以根據用戶需求進行(xing)非標設備開發。該設備可製備的材料包(bao)括(kuo)氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦(tai)、氧化鋅、氧化矽(xi)、氧化鐵(tie)、氧化鈷(gu)、氧化銅、氧化釩、氧化鈰(shi)等數(shu)十(shi)種氧化物(wu),鉑(bo)、鈀、銥(yi)、釕(liao)等貴金屬單質,以(yi)及聚(ju)酰(xian)亞(ya)胺、聚脲(niao)等聚合物材料。



技術優(you)勢:

西(xi)安丝瓜app色版化學研(yan)究所(suo)馮昊研究員團(tuan)隊(dui)長期(10年以上)專(zhuan)業(ye)從事各類微納粉體材料(如含(han)能材料、催化劑、電極(ji)材料等)以及多(duo)種功能器件的ALD表麵修(xiu)飾改性技術研究。近年來,在相關(guan)技術領域發表高水(shui)平SCI科研論(lun)文20餘(yu)篇(pian),申請(qing)專利十數項。團隊目(mu)前已(yi)開發出數套(tao)擁(yong)有自(zi)主知識(shi)產權(quan)的多功能科研型(xing)和應(ying)用型ALD裝置(zhi),其中(zhong)科研型ALD設備已實現(xian)商(shang)業化應用,目前已經向(xiang)國內(nei)部分高校和科(ke)研院所提供了(le)相關的ALD技術和設備產(chan)品(pin);團隊的“多功能模塊化原子層沉積係統(tong)”項(xiang)目獲(huo)得(de)2019年中國創新(xin)創(chuang)業大賽(sai)技術融(rong)合專業賽二(er)等獎(jiang)。團隊具(ju)備ALD設備研發、ALD機理剖析(xi)、ALD過(guo)程開發、ALD樣品製備、ALD設備操(cao)作、維(wei)護,ALD技術培(pei)訓(xun)等科研業務能力,並在ALD納米材料製備與ALD表麵工程領域積累(lei)了豐富(fu)的經(jing)驗(yan),是(shi)國內為(wei)數不多的具備“產—學—研”全創新鏈條(tiao)的ALD創新科研團隊,團隊於(yu)2018年(nian)入(ru)選(xuan)首(shou)批(pi)國(guo)防科工局科技基礎(chu)創新團隊。


標(biao)準(zhun)技術參(can)數:(以FH-2基礎科研型ALD設備為例)

分類

項目

數量

主(zhu)要參數及說(shuo)明(ming)

前驅(qu)體(ti)供(gong)給(gei)係統

揮(hui)發性液態(tai)前驅體通(tong)道(dao)

3路

最(zui)高可加(jia)熱(re)溫度(du)70℃

難(nan)揮發性液態及固(gu)態前驅體通道

2路(lu)

最高可加熱溫度270℃

氣(qi)態前驅體通道

1路

適用於非腐蝕性氣體(如(ru)氫(qing)氣、氧氣)

加裝臭(chou)氧(yang)發生器

ALD反應器係統

ALD反應器

1套

采用標準真空法蘭接口的管式反(fan)應器,反應管直徑(jing)50mm,長度800mm,最高可加熱溫度400℃;

通常(chang)情(qing)況下粉體樣品處理能力(li)介於每(mei)批次(ci)0.2~1克量(liang)級(主要取(qu)決於粉體樣品的密(mi)度和比(bi)表麵積);同時(shi)可適(shi)用於寬度(直(zhi)徑)不(bu)大(da)於45毫(hao)米,長度不(bu)大(da)於700毫(hao)米的工件(jian)表麵(mian)薄膜沉積

樣品台

4套

用於盛放粉體樣品

真空係統

管道、閥門(men)接口(kou)


係統可拆(chai)裝(zhuang)接口采用VCR接(jie)頭(tou)或CF法(fa)蘭(lan)連(lian)接;反應器入口采用ISO法蘭蓋板密封

真(zhen)空泵(beng)

2台

旋(xuan)片式機械(xie)真空泵,抽(chou)速(su)6m3/h,極限壓力1Pa

控製係統

高精度真空壓(ya)力表

1台

指(zhi)示範圍0.1Pa-1000Pa或1Pa-10000Pa

低精度真空壓力表

1台(tai)

 /

流量控製儀(yi)及質量流(liu)量計

1套

4路流量精確控製,

質量流量計:

0-200 sccm 兩(liang)台

0-500 sccm 兩台

溫度控製儀

8路

8路溫度控製,控製精度1℃

閥門控製儀

1台

最多可實現18組閥(fa)門開關時序(xu)控製

計(ji)算(suan)機及ALD反應程序

1套

預裝自主研發的界(jie)麵友好(hao)ALD反應程序,可實現多種薄膜(mo)生長模式(shi)(常規生長模式、夾(jia)層生長模式、合金生長模式、準靜(jing)態模式,以及用戶(hu)定義(yi)的其(qi)它生長模式)

廢(fei)氣處(chu)理(li)罐(guan)

1套

 /

電加熱帶(dai)(套)及熱電偶

20套

玻(bo)璃纖(xian)維加熱帶(加熱套)及K型熱電偶(ou)

設備擴展性能



設備整(zheng)體采用模塊化設計,通用接口連接,後(hou)期可根據用戶需求(qiu)以較(jiao)小(xiao)代(dai)價(jia)對設備相(xiang)關部件進行改裝,實現某(mou)些特殊(shu)的功能,例如:在反應係統出口處預(yu)留(liu)CF法蘭,便於加載石英(ying)晶體微天平、質譜(pu)等原位表征(zheng)裝置

可製備材料種類

可實現90%以上(shang)已報道的熱ALD反應

 


氧化鋁、氧化鎂(mei)、氧化鈦、氧化鋅(xin)、氧化矽、氧化鐵、氧化鈷、氧化銅(tong)、氧化釩、氧化鈰等數十種氧化物,鉑、鈀、銥、釕等貴(gui)金屬單質,以及聚酰亞胺(an)、聚脲等聚合物材料;

設備尺(chi)寸



長*寬(kuan)*高≈1600*750*1400 mm(筆(bi)記本(ben)版)

其他(ta)

便攜(xie)式測(ce)溫儀

1台

4路測溫通道


設備框(kuang)架

1套

鋁(lv)合金型材搭建


易(yi)損耗(hao)件

若幹

VCR接頭、卡(ka)套接頭、墊片(pian)等易損(sun)耗件



3. 業務(wu)範(fan)圍:

(1)銷售(shou)FH係列原子層沉積係統;

(2)可根(gen)據(ju)用戶需(xu)求,定製非標原子層沉積設備;

(3)承(cheng)接各類ALD過程開發和ALD樣品製備等技術服(fu)務;




4. 聯係方式:

電話:029-88291570;029-88291389;

電子郵(you)箱(xiang):fh2042011@fks6163.com;




5. 部分設備案例介紹

陝(shan)西師範大學訂購的FH-2ALD設備(筆記(ji)本版)

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中科院(yuan)西安光機所訂購(gou)的HT-FH-2ALD設備

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上海石(shi)油(you)化工研究院訂(ding)購的FH-2設備(加裝在線表征儀器,機櫃(gui)版)

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FH-2ALD設備參加2019年軍(jun)民(min)裝備技術成果(guo)展(zhan)

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6. 部分應用實例介紹:(采用FH係列ALD設備的科研成果展示)

近幾(ji)年團隊采用FH係列ALD設備發表的部分科研論文(wen):


1.Li J. G., An Z. W., Zhang W. L., Hui L. F., Qin Z., Feng H*. Thermochromatic vanadium dioxide (VO2) thin films synthesized by atomic layer deposition and post-treatments, Applied Surface Science, 2020, 529, 147108(1-8). 


2.Qin L. J., Gong T., Li J. G., Yan N., Hui L. F., Feng H*. Tuning ignition and energy release properties of Zirconium powder by atomic layer deposited metal oxide coatings, Journal of Hazardous Materials, 2019, 378, 120655(1-8).


3.Yang G. Q., Wang H., Gong T., Song Y. H., Feng H*., Ge H. Q., Ge H. B., Liu Z. T., Liu Z. W*. Understanding the active site nature of vanadia-based catalysts for oxidative dehydrogenation of ethylbenzene with CO2 via atomic layer deposited VOx on Y-Al2O3, Journal of Catalysis, 2019, 380, 195-203. 


4.Gong T., Huang Y., Zhang W. L., Li J. G., Hui L. F., Feng H*. Atomic layer deposited Palladium nanoparticle catalysts supported on Titanium dioxide modified MCM-41 for selective hydrogenation of acetylene, Applied Surface Science, 2019, 495, 143495(1-12).


5.Yan N., Qin L. J., Li J. G., Zhao F. Q., Feng H*. Atomic layer deposition of iron oxide on reduced graphene oxide and its catalytic activity in the thermal decomposition of ammonium perchlorate, Applied Surface Science, 2018, 451, 155-161. 


6.Qin L. J., Yan N., Hao H. X., An T., Zhao F. Q., Feng H*. Surface engineering of zirconium particles by molecular layer deposition: Significantly enhanced electrostatic safety at minimum loss of the energy density, Applied Surface Science, 2018, 436, 548-555.


7.Yan N., Qin L. J., Hao H. X., Hui L. F., Zhao F. Q., Feng H*. Iron oxide/aluminum/graphene energetic nanocomposites synthesized by atomic layer deposition: Enhanced energy release and reduced electrostatic ignition hazard, Applied Surface Science, 2017, 408, 51-59. 


8.Singh R., Bapat R., Qin L. J., Feng H*., Polshettiwar V*. Atomic Layer Deposited (ALD) TiO2 on Fibrous Nano-Silica (KCC-1) for Photocatalysis: Nanoparticle Formation and Size Quantization Effect, ACS Catalysis, 2016, 6, 2770-2784. 


9.Gong T., Qin L. J., Zhang W., Wan H., Lu J., Feng H*. Activated carbon supported palladium nanoparticle catalysts synthesized by atomic layer deposition: Genesis and evolution of nanoparticles and tuning the particle size, Journal of Physical Chemistry C, 2015, 119, 11544-11556. 



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