Langlebige und photostabile Zinksulfidpartikel
Eine neue Studie beschreibt Aluminiumoxid-geschützte, haltbare und photostabile Zinksulfid-Partikel aus skalierbarer Atomic Layer Deposition.
Zinksulfid hat einzigartige und leicht modifizierbare photophysikalische Eigenschaften und ist ein vielversprechender Kandidat für die Photokatalyse und optoelektronische Geräte. Allerdings leidet ZnS unter korrosiver Zersetzung bei Anregungsprozessen wie UV-Bestrahlung, was den Bereich der möglichen Anwendungen drastisch einschränkt.
Wissenschaftler berichten nun über eine vollständige Photostabilisierung einzelner ZnS-Partikel durch eine dichte, dauerhafte und nur 3-nm-dicke Al2O3-Schicht, die durch Rotary Atomic Layer Deposition (ALD) hergestellt wurde. Im Gegensatz zu reinem ZnS leiden die beschichteten Partikel auch unter Langzeit- oder Hochleistungs-UV-Bestrahlung nicht unter photokorrosiver Degradation. Das Vorhandensein einer Schutzschicht, die die gesamte ZnS-Oberfläche bedeckt, wurde zusätzlich durch mikroskopische und spektroskopische Untersuchungen von Partikelquerschnitten bestätigt.
Unterdrücken von Hydrolyse
Haltbarkeitstests der präparierten Al2O3-Schicht bei längerer Wassereinwirkung zeigen eine signifikante Abnahme des Schutzvermögens der Schicht, die auf die Hydrolyse des amorphen Al2O3 zurückgeführt wird. Ein Kalzinierungsschritt bei 1000°C nach der ALD-Behandlung, der zur Kristallisation der amorphen Al2O3-Schicht führt, unterdrückt erfolgreich diese Hydrolyse und erzeugt eine isolierende, dichte und inerte Schutzschicht.
Die Studie wurde in Advances Functional Materials, Volume 31, Issue 14, 2021 veröffentlicht.