Как дёшево и эффективно нанести моноатомный слой платины
Платиновые плёнки употребляются в качестве катализаторов а в топливных ячейках, и в микроэлектронике. Потребность в создании сверхтонких плёнок однако определяется не только всё возрастающей ценой самогo драгоценного металла, но и весьма увлекательными особенностями приобретаемого наноматериала.
Сейчас узкие платиновые покрытия приобретают осаждением из газовой фазы либо молекулярно-пучковой эпитаксией.
Недочётом этих способов являются дороговизна особого оборудования (вакуумные камеры) и низкая скорость образования самих железных слоёв (атомы подолгу выискивают дешёвые места с мельчайшей энергией).
В Национальном университете технологий и стандартов (США) отыскан метод создания монослоёв практически в несложном химическом стакане, причём… за секунду. С инженерной точки зрения — несложнее некуда. Что же может служить альтернативой осаждению отдельных атомов из газовой фазы?
Лишь осаждение атомов из раствора — гальванотехника.
Рис. 1. Послойное осаждение моноатомных плёнок платины посредством нового гальванического способа (иллюстрация Science).
Но чтобы получить максимально равномерный, ровный монослой атомов платины, в стандартную процедуру электроосаждения было нужно внести большие трансформации (не напрасно же она так и не отыскала себе применения, не обращая внимания на дешевизну). В большинстве случаев платинирование выглядит следующим образом: золотые электроды погружаются в раствор соли платины (комплекса платины), по окончании чего к совокупности прилагается совсем маленькой разность потенциалов (процесс идёт очень медлительно, но такова цена хотя бы относительной равномерности приобретаемого платинового покрытия).
Первые атомы платины осаждаются на разных поверхностных недостатках электрода, но дальше появляется неприятность. Дело в том, что платина предпочитает расти поверх первых платиновых атомов, а не поверх золота. В следствии образуются островные структуры, каковые в итоге срастаются в довольно толстые очень шероховатые слои.
Ответ же неприятности выяснилось на удивление несложным. Учёные подняли напряжение впредь до порогового значения, при котором вместе с платиной начинает восстанавливаться и водород из воды. В большинстве случаев подобные режимы ни при каких обстоятельствах не употребляются, но в этом случае благодаря водороду удалось взять вместо бугорчатого толстого покрытия равномерный одноатомный слой платины, защищённый сверху слоем водородных атомов.
короткое переключение и Простой на обратный потенциал стало причиной немедленному окислительному удалению защитного водородного слоя с образованием чистого моноатомного платинового покрытия, готового к применению в качестве катализатора — либо для повторного послойного осаждения.