Abstract The development of a prototype apparatus to perform patterned Chemical Vapour Deposition (CVD) on planar substrates is presented. The system consists of a fixed head which produces and drives a tiny spot of vapors of a suitable organometallic precursor over the substrate, which is mounted on a heatable and movable stage. WO3 deposition from W(CO)6 precursor was chosen as a model for a preliminary evaluation, to show how the main operational parameters affects the morphology and the photocatalytic performances of the deposited layer. As the result, due to the programmable movement of the holder, it is possible to perform any desired patterned deposition, finely controlling the X and Y movements, the head-substrate distance and the scan speed. The width of the deposited lines strongly depends on the morphology of the substrate (porous vs. flat): with porous substrates it ranges from 1 mm to 3.5 mm and can be tuned through the head-substrate distance. The minimum achievable thickness is about 10 nm and, starting from this minimum value, any desired thickness can be produced by means of the utilization of multiple scans. The capability of CVD to cover all the available surface even on structured substrates, is tested on a challenging surface made of hematite nanoplatelets vertically aligned over a Fluorine-doped tin oxide glass. The intimate contact between WO3 and hematite is assessed through photoelectrocatalytic and chronoamperometric measurements. Interestingly, texture analysis reveals that WO3 crystals, with domains of about 80-100 nm, are preferentially oriented with the (200) and (002) planes of the orthorhombic structure laying parallel to the substrate.

中文翻译：

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用于实现图案化和非图案化沉积的扫描化学气相沉积反应器的开发：初步概述

摘要 介绍了在平面基板上进行图案化化学气相沉积 (CVD) 的原型设备的开发。该系统由一个固定头组成，该头在基板上产生并驱动适合有机金属前体的微小蒸汽点，基板安装在可加热和可移动的载物台上。选择 W(CO)6 前体的 WO3 沉积作为模型进行初步评估，以显示主要操作参数如何影响沉积层的形态和光催化性能。因此，由于支架的可编程运动，可以执行任何所需的图案沉积，精细控制 X 和 Y 运动、头基板距离和扫描速度。沉积线的宽度在很大程度上取决于基材的形态（多孔与无孔）。flat)：对于多孔基材，其范围从 1 毫米到 3.5 毫米，并且可以通过头部与基材的距离进行调整。可达到的最小厚度约为 10 nm，从该最小值开始，可以通过利用多次扫描来产生任何所需的厚度。CVD 覆盖所有可用表面的能力，即使在结构化基材上，也在具有挑战性的表面上进行测试，该表面由垂直排列在掺氟氧化锡玻璃上的赤铁矿纳米片制成。WO3 和赤铁矿之间的密切接触是通过光电催化和计时电流测量来评估的。有趣的是，织构分析表明，WO3 晶体具有约 80-100 nm 的畴，优先取向为正交结构的 (200) 和 (002) 平面平行于基板。对于多孔基材，它的范围从 1 毫米到 3.5 毫米，并且可以通过头部与基材的距离进行调整。可达到的最小厚度约为 10 nm，从该最小值开始，可以通过利用多次扫描来产生任何所需的厚度。CVD 覆盖所有可用表面的能力，即使在结构化基材上，也在具有挑战性的表面上进行测试，该表面由垂直排列在掺氟氧化锡玻璃上的赤铁矿纳米片制成。WO3 和赤铁矿之间的密切接触是通过光电催化和计时电流测量来评估的。有趣的是，织构分析表明，WO3 晶体具有约 80-100 nm 的畴，优先取向为正交结构的 (200) 和 (002) 平面平行于基板。对于多孔基材，它的范围从 1 毫米到 3.5 毫米，并且可以通过头部与基材的距离进行调整。可达到的最小厚度约为 10 nm，从该最小值开始，可以通过利用多次扫描来产生任何所需的厚度。CVD 覆盖所有可用表面的能力，即使在结构化基材上，也在具有挑战性的表面上进行测试，该表面由垂直排列在掺氟氧化锡玻璃上的赤铁矿纳米片制成。WO3 和赤铁矿之间的密切接触是通过光电催化和计时电流测量来评估的。有趣的是，织构分析表明，WO3 晶体具有约 80-100 nm 的畴，优先取向为正交结构的 (200) 和 (002) 平面平行于基板。