介紹

雙(乙基環(huán)戊二烯)釕(II)（Bis(ethylcyclopentadienyl)ruthenium (II)，簡(jiǎn)稱Ru(EtCp)?）是一種適配金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）技術(shù)的高性能釕基前驅(qū)體。其分子結(jié)構(gòu)以中心Ru(II)離子為核心，通過η?配位與兩個(gè)乙基環(huán)戊二烯基結(jié)合，兼具適中蒸氣壓、定向分解特性及寬襯底兼容性，成為精準(zhǔn)制備 RuO?功能納米結(jié)構(gòu)的核心材料。

雙(乙基環(huán)戊二烯)釕(II)

應(yīng)用

RuO?納米棒

在LiNbO?(100)襯底上，雙(乙基環(huán)戊二烯)釕(II)通過MOCVD技術(shù)可實(shí)現(xiàn)RuO?納米棒（NRs）的定向生長(zhǎng)，氧化物亞晶格匹配與c軸生長(zhǎng)各向異性為關(guān)鍵因素，制備的產(chǎn)物適用于高導(dǎo)電性電極領(lǐng)域。LiNbO?(100)襯底的氧亞晶格與RuO?晶面存在匹配性，RuO?(001)沿LiNbO?[010]、[001]方向晶格失配率分別為-12.8%、-3.2%，RuO?(301)對(duì)應(yīng)失配率+1%、-3.2%，亞晶格失配最小化確保初始成核穩(wěn)定，而c軸生長(zhǎng)各向異性決定最終定向結(jié)構(gòu)。(001)晶面定向生長(zhǎng)使納米棒沿c軸載流子遷移率提升，室溫電阻率低至20μΩ?cm，滿足高導(dǎo)電性電極需求[1]。

以金紅石相TiO?納米棒（生長(zhǎng)于藍(lán)寶石(100)襯底）為模板，雙(乙基環(huán)戊二烯)釕(II)可通過MOCVD實(shí)現(xiàn)垂直與V型孿生RuO?納米棒的共生長(zhǎng)，產(chǎn)物因外延結(jié)構(gòu)與孿生邊界特性，適用于柔性電子或異質(zhì)結(jié)器件。襯底溫度550℃、O?流量30sccm、壓力1.5mbar，生成垂直定向的金紅石相TiO?納米棒；雙(乙基環(huán)戊二烯)釕(II)儲(chǔ)液罐溫度150℃、傳輸管路溫度80℃，襯底溫度500℃、O?壓力20mbar，沉積時(shí)間匹配TiO?模板厚度。垂直納米棒的外延結(jié)構(gòu)適合異質(zhì)結(jié)器件（如光電探測(cè)器），V型孿生結(jié)構(gòu)的力學(xué)穩(wěn)定性則適配柔性電子場(chǎng)景，可避免彎曲過程中的結(jié)構(gòu)斷裂[2]。

花狀RuO?納米結(jié)構(gòu)

在Al/Fe催化劑修飾的Si襯底上，雙(乙基環(huán)戊二烯)釕(II)通過MOCVD同樣可以實(shí)現(xiàn)花狀RuO?納米結(jié)構(gòu)的選擇性生長(zhǎng)，產(chǎn)物因高比表面積與優(yōu)化電場(chǎng)分布，在場(chǎng)發(fā)射器件中表現(xiàn)突出。Si襯底經(jīng)光刻定義六邊形圖案，蒸鍍Al/Fe催化劑層，為RuO?提供精準(zhǔn)成核位點(diǎn)；雙(乙基環(huán)戊二烯)釕(II)儲(chǔ)液罐溫度適配蒸氣壓，O?壓力200Pa、流量30sccm，襯底溫度550℃，沉積時(shí)間60min。因六邊形圖案降低電場(chǎng)屏蔽效應(yīng)、高長(zhǎng)徑比集中電場(chǎng)，產(chǎn)物閾值電場(chǎng)（E??，0.1mA/cm2對(duì)應(yīng)）僅4.2V/μm，場(chǎng)增強(qiáng)因子β=2740；20h穩(wěn)定性測(cè)試中電流密度波動(dòng)<5%，顯著優(yōu)于無圖案RuO?納米結(jié)構(gòu)（E??=7.5V/μm，β=546），滿足場(chǎng)發(fā)射顯示（FED）陰極需求[3]。

參考文獻(xiàn)

[1]A K ,HP H ,YS H , et al.Growth and characterization of well-aligned RuO2 nanocrystals on oxide substrates via reactive sputtering[J].Crystal growth & design,2006,6(11):2501-2506.

[2]C.A. Chena, Y.M. Chena, K.Y. Chen, et al.Growth and characterization of the coexistence of vertically aligned and twinned V-shaped RuO2 nanorods on nanostructural TiO2 template[J]. Journal of Alloys and Compounds 485 (2009) 524–528.

[3] Lee K Y , Chen C A , Lian H B ,et al.Pattern Growth and Field Emission Characteristics of Flower-Like RuO2Nanostructures[J].Japanese Journal of Applied Physics, 2010.DOI:10.1143/jjap.49.105002.