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VN Thin Films via MOCVD Using a New Vanadium Precursor: Linking Growth Chemistry to Functional Surface Properties

Glauber, Jean-Pierre und Lorenz, Julian und Liu, Ji und Seifert, Marietta und Hoffmann, Volker und Abad, Carlos und Rogalla, Detlef und Giebler, Lars und Harms, Corinna und Wark, Michael und Nolan, Michael und Devi, Anjana (2025) VN Thin Films via MOCVD Using a New Vanadium Precursor: Linking Growth Chemistry to Functional Surface Properties. Small Methods, 10 (3), E01972. Wiley. doi: 10.1002/smtd.202501972. ISSN 2366-9608.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.202501972

Kurzfassung

Vanadium nitride (VN) is a promising material for many applications, including the electrochemical nitrogen reduction reaction (eNRR). Catalyst nanoengineering enables experimental validation of its predicted eNRR activity, but most VN catalysts are made by using methods that lack precise control. This study introduces a new metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) process for high-quality, faceted, and crystalline VN thin films. N,N’-diisopropylformamidinatovanadate [V(dpfamd)3] is identified as a suitable precursor with favorable thermal properties. Using NH3 as a co-reactant yields pure crystalline VN thin films on Si substrates. To investigate structure–property relationships relevant to eNRR, the films are characterized by X-ray diffraction (XRD), Rutherford backscattering spectrometry combined with nuclear reaction analysis (RBS/NRA), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). Observing NH3’s strong influence during growth, first principles density functional theory (DFT) simulations are performed, supporting an energetically favorable decomposition pathway of [V(dpfamd)3] to VN with NH3 present. Process transfer from Si to conductive Ti substrates, required for in-depth electrochemical testing, yields VN thin-film properties similar to those on Si. Preliminary eNRR measurements indicate a potential correlation between faceting and eNRR activity, highlighting the potential of MOCVD-grown VN thin films for future eNRR applications.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/227631/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:VN Thin Films via MOCVD Using a New Vanadium Precursor: Linking Growth Chemistry to Functional Surface Properties
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Glauber, Jean-PierreLeibniz Institute for Solid State and Materials ResearchNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lorenz, Julianjulian.lorenz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9936-7667NICHT SPEZIFIZIERT
Liu, Jiji.liu (at) tyndall.ieNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Seifert, MariettaLeibniz Institute for Solid State and Materials ResearchNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hoffmann, VolkerIFW DresdenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Abad, CarlosBundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rogalla, DetlefRuhr University BochumNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Giebler, LarsLeibniz Institute for Solid State and Materials ResearchNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Harms, CorinnaCorinna.Harms (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wark, MichaelCarl von Ossietzky Universityhttps://orcid.org/0000-0002-8725-0103NICHT SPEZIFIZIERT
Nolan, Michaelmichael.nolan (at) tyndall.ieNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Devi, AnjanaLeibniz Institute for Solid State and Materials ResearchNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:18 Dezember 2025
Erschienen in:Small Methods
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:10
DOI:10.1002/smtd.202501972
Seitenbereich:E01972
Verlag:Wiley
ISSN:2366-9608
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Transition metal nitrides; Nitrogen reduction reaction; Ammonia; metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD)
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicherung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Speicher
Standort: Oldenburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Lorenz, Dr. Julian
Hinterlegt am:15 Okt 2026 09:59
Letzte Änderung:15 Okt 2026 09:59

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