Přejít k obsahu


Thickness dependent wetting properties and surface free energy of HfO2 thin films

Citace:
ZENKIN, S., BELOSLUDTSEV, A., KOS, Š., ČERSTVÝ, R., HAVIAR, S., NETRVALOVÁ, M. Thickness dependent wetting properties and surface free energy of HfO2 thin films. APPLIED PHYSICS LETTERS, 2016, roč. 108, č. 23, s. '231602-1'-'231602-5'. ISSN: 0003-6951
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Thickness dependent wetting properties and surface free energy of HfO2 thin films
Rok vydání: 2016
Autoři: Sergey Zenkin , Alexandr Belosludtsev , Doc. Mgr. Šimon Kos Ph.D. , Ing. Radomír Čerstvý , RNDr. Stanislav Haviar Ph.D. , Ing. Marie Netrvalová Ph.D.
Abstrakt CZ: Ukázali jsme, že vnitřní hydrofobicita tenkých vrstev HfO2 může být snadno doladěna měnící se tloušťkou. Použili jsme vysokovýkonové pulsní magnetronové naprašování pro přípravu vrstev HfO2 s hladkou topografií a dobře řízenou tloušťkou. Výsledky ukazují silnou závislost smáčivosti na tloušťce vrstvy v rozsahu 50?250 nm kvůli dominanci elektrostatické Lifshitz-van der Waalsovy složky povrchové volné energie. Zjistili jsme, že kontaktní úhel vodní kapky se pohybuje od ?120° pro tloušťku 50 nm do 100° pro tloušťku 2300 nm. Přitom povrchová volná energie roste od ?25 mJ/m^2 pro tloušťku 50 nm do ?33 mJ/m^2 pro tloušťku 2300 nm. Navrhujeme dvě vysvětlení pro pozorovanou závislost smáčivosti na tloušťce: vliv nedominantní textury a/nebo nemonotónní závislost povrchové energie částice na velikosti.
Abstrakt EN: We show here that intrinsic hydrophobicity of HfO2 thin films can be easily tuned by the variation of film thickness. We used the reactive high-power impulse magnetron sputtering for preparation of high-quality HfO2 films with smooth topography and well-controlled thickness. Results show a strong dependence of wetting properties on the thickness of the film in the range of 50?250 nm due to the dominance of the electrostatic Lifshitz-van der Waals component of the surface free energy. We have found the water droplet contact angle ranging from ?120° for the thickness of 50 nm to 100° for the thickness of 2300 nm. At the same time the surface free energy grows from ?25 mJ/m^2 for the thickness of 50 nm to ?33 mJ/m^2 for the thickness of 2300 nm. We propose two explanations for the observed thickness dependence of the wetting properties: influence of the non-dominant texture and/or non-monotonic size dependence of the particle surface energy.
Klíčová slova

Zpět

Patička