DSR旋转圆盘电极在半导体材料碳化硅电沉积研究应用介绍

碳化硅（SiC）是一种半导体材料，是目前晶体生产技术和器件制造领域应用广泛的材料，具有更高的击穿电场强度、载流子饱和漂移速率、热导率和热稳定性特点，可显著降低电子设备能耗，被誉为“绿色半导体材料”。

近年来，围绕SiC/SiC复合材料相关研究非常火热，通过旋转圆盘电极（RDE）技术展开电沉积Ni-SiC 复合镀层性能测试备受关注。

电沉积是研究金属或合金从其化合物水溶液、非水溶液或熔盐中电化学沉积的过程。在研究中，我们可以通过DSR数字型旋转圆盘圆环电极装置展开相关实验研究。

电沉积实验是如何进行的呢？举个例子来了解下。

* 溶液的成分以及电沉积的操作参数，制备镀液时使用了分析纯试剂和蒸馏水。

1、在沉积之前，碳化硅（SiC）颗粒需在蒸馏水中分散 24 小时（因为碳化硅纳米颗粒具有疏水性，需要一定时间来使碳化硅纳米颗粒的表面水化）。

2、然后，将碳化硅浆料添加到电解液中。圆盘状阴极由铜制成，直径为 15 毫米，厚度为 1 毫米，将其插入聚四氟乙烯（PTFE）旋转圆盘电极（RDE）夹具中，露出一个直径 15 毫米的圆形窗口与电解液接触。

3、在旋转圆盘电极电解池中，阴极与阳极呈水平对齐放置，阴/阳极之间的距离为2厘米。

4、使用饱和甘汞电极和一个20毫米×20毫米的纯铂对电极。参比电极放置在与主电解池分隔开的玻璃臂中，对电极则尽可能放置在离阴极较远的位置，以免干扰流向电极的电流的均匀性或电极表面的颗粒分布。

5、每次实验前，阴极需依次在乙醇、丙酮和蒸馏水中各超声清洗10分钟。

6、在由盐酸(HCI):硫酸(HzSO4):硝酸(HNO3):水(H20) 按3:10:5:2的比例配成的溶液中活化30秒，用蒸馏水冲洗后，立即浸入镀液中（在电沉积过程开始前，镀液需用超声波均质仪超声处理10分钟），采用电化学工作站进行电化学研究，以便电沉积得到目标复合涂层。在电沉积过程开始前，镀液需用超声波均质仪超声处理10分钟，采用电化学工作站进行电化学研究。

复合涂层的表面形貌通过扫描电子显微镜（SEM）进行观察，T扫描电镜操作电压为30千伏。表面粗糙度使用触针式仪器进行测量。

沉积物的化学成分通过安装在扫描电镜上的能量色散X射线光谱仪系统来确定。 

在表1所述的条件下，使用20克/升的碳化硅（SiC），旋转圆盘电极（RDE）转速为600转/分钟，电沉积制备了镍-碳化硅复合涂层。

在本研究中采用的旋转圆盘电极（RDE）转速是经过前人充分研究中得出的最佳旋转圆盘电极转速。在旋转圆盘电极体系中，通过溶液流体动力学，电极的旋转能够使阴极区域富集颗粒。

在脉冲电流条件下，在旋转圆盘电极上制备了镍/碳化硅复合镀层。研究了脉冲参数、电流密度、电解液中SiC含量对SiC电沉积的影响。

DSR数字型旋转圆盘圆环电极装置是理化公司为用户提供的精良好用的电化学仪器，广泛应用于氢燃料电池催化剂研究评价等各类电化学实验，产品具有“数字型、一体化、更静音”特点，基于新一代数字技术，转速更精准，测试更可靠，图谱表现优异，已有多位用户使用DSR进行实验，并发表多篇中科院一区期刊论文，助力电化学实验。