journal article·2016-03-22

Volatile Hexavalent Oxo-amidinate Complexes: Molybdenum and Tungsten Precursors for Atomic Layer Deposition

Aidan R. Mouat, Anil U. Mane, Jeffrey W. Elam, Massimiliano Delferro, Tobin J. Marks, Peter C. Stair

Chemistry of Materials· Volume 28· Issue 6
Publisher page

Abstract

New complexes MoO 2 ( t BuAMD) 2 ( 1 ) and WO 2 ( t BuAMD) 2 ( 2 ) (AMD = acetamidinato) are synthesized and fully characterized as precursors for atomic layer deposition (ALD). They contain metal-oxo functionalities not previously utilized in ALD-type growth processes and are fully characterized by 1 H and 13 C NMR, X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared, thermogravimetric analysis, single-crystal XRD, and elemental analysis. Guided by quartz-crystal microbalance studies, ALD growth methodologies for both complexes have been developed. Remarkably, these isostructural compounds exhibit dramatic differences in ALD properties. Using 1 and O 3, amorphous, ultrathin molybdenum oxynitride (MoON) films are grown on Si(100) wafers. Using 2 and H 2 O yields amorphous WO 3 films on Si(100) wafers that crystallize as WO 3 nanowires upon annealing. Although 1 /H 2 O and 2 /O 3 growth was attempted, effective ALD growth could only be obtained with 1 /O 3 and 2 /H 2 O, underscoring reactivity differences in these precursors. Film thicknesses, compositions, and optical and electrical parameters are characterized by variable angle spectroscopic ellipsometry, X-ray reflectivity, grazing incidence X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, ultraviolet photoelectron spectroscopy, and atomic force microscopy techniques. The hitherto unknown ALD chemistry of group VI metal-oxo compounds lays a foundation for their use in the ALD synthesis of heterogeneous catalysts.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Semiconductor materials and devices · Transition Metal Oxide Nanomaterials · Catalytic Processes in Materials Science

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Chemistry, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208-3113, United States

Energy Systems Division, Argonne National Laboratory, Argonne, Illinois 60439, United States

Chemical Sciences & Engineering Division, Argonne National Laboratory, Argonne, Illinois 60439, United States

Funding

Basic Energy Sciences

References (100+)

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