YOMEDIA
Kỹ thuật tổng hợp vật liệu vô cơ - Chương 10
Chia sẻ: Nguyen Uyen
| Ngày:
| Loại File: PDF
| Số trang:13
135
lượt xem
18
download
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
Ứng dụng: - tinh chế -chế tạo đơn tinh thể, màng đơn tinh thể, màng đa tinh thể chế tạo các thiết bị bán dẫn.Tổng hợp bằng phản ứng vận chuyển trong pha hơi,Tính chất: SiC
-Có tỉ trọng 3,2 g/cm3
-Chịu nhiệt độ cao (2700oC)
-Có tính bán dẫn
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Kỹ thuật tổng hợp vật liệu vô cơ - Chương 10
- CHƯƠNG 10 - TỔNG HỢP BẰNG PHẢN ỨNG
TRONG PHA KHÍ
1. Cơ sở lý thuyết
2. Kỹ thuật tiến hành
3. Tổng hợp màng Epitaxi các chất bán
dẫn bằng phản ứng trong pha khí.
12/7/2010 604006 - chương 10 1
- 1.Phương pháp thăng hoa – ngưng tụ
Ứng dụng: - tinh chế
-chế tạo đơn tinh thể, màng đơn tinh thể, màng đa
tinh thể chế tạo các thiết bị bán dẫn….
I II
T thấp
T cao
12/7/2010 604006 - chương 10 2
- VD: SiC
Tính chất: SiC
-Có tỉ trọng 3,2 g/cm3
-Chịu nhiệt độ cao (2700oC)
-Có tính bán dẫn
12/7/2010 604006 - chương 10 3
- 3.Tổng hợp bằng phản ứng vận chuyển trong pha hơi
A. Để tinh chế chất rắn
Khái niệm:
T
AB (k) A(r) + B(k)
Phản ứng có ΔH
- Chất vận chuyển B thường là:
Halogen (F2, Cl2, Br2, I2) hydro halogenua và halogenua
kim loại dễ bay hơi (HgCl2, SiCl4, AlCl3…)
Phản ứng vận chuyển
12/7/2010 604006 - chương 10 5
- B. Để tổng hợp vật liệu
Ở nhiệt độ T2: A (r) + B (k) AB (k)
Ở nhiệt độ T1: AB (k) + C (r) AC (r) + B (k)
Cộng hai phản ứng: A (r) + C (r) AC (r)
B (k) đóng vai trò chất chuyển A thành AB (k) để
tăng sự tiếp xúc với rắn C tạo sản phẩm AC mong
muốn.
12/7/2010 604006 - chương 10 6
- VD. Tổng hợp gốm Ca2SnO4
Bằng phương pháp gốm truyền thống rất khó thực hiện vì phản ứng
sau đây xảy ra rất chậm chạp:
2CaO + SnO2 → Ca2SnO4
Nhưng trong khi hỗn hợp có mặt khí CO thì phản ứng xảy ra một
cách nhanh chóng. Đó là do phản ứng vận chuyển sau:
SnO2(r) + CO (k) → SnO(k) + CO2 (k)
rồi khí SnO phản ứng với CaO và CO2 để tạo thành Ca2SnO4
SnO(k) + 2CaO + CO2 → Ca2SnO4 + CO
12/7/2010 604006 - chương 10 7
- Tổng hợp NiCr2O4
Tương tác giữa NiO và Cr2O3 xảy ra rất chậm chạp, nhưng
khi có mặt oxi thì phản ứng tiến hành một cách nhanh
chóng. Điều này có thể giải thích dựa theo cơ chế của
phương pháp vận chuyển:
Trước hết: Cr2O3(r) + 3/2 O2 → 2CrO3(k)
Sau đó pha khí CrO3 bao phủ dễ dàng các hạt NiO và phản
ứng:
2CrO3(k) + NiO(r) → NiCr2O4(r) + 3/2 O2
12/7/2010 604006 - chương 10 8
- 4.Phương pháp hơi – lỏng - rắn (VLS)
Đặc điểm: quá trình kết tinh từ pha hơi qua một vùng lỏng
Hơi Giọt nóng
Tinh thể
Si chảy
Si
Si có khả năng hòa tan trong
Đế
giọt nóng chảy
12/7/2010 604006 - chương 10 9
- 5.Phương pháp tổng hợp hóa học trong pha hơi
Chemical vapour deposition (CVD) Kết tủa hơi hóa học hay
lắng đọng hơi hóa học
Nguyên tắc: phun khí hay khí tiền chất vào trong buồng chứa
một hay nhiều các đế được nung nóng phản ứng hóa học xảy
ra ở pha hơi kết tinh (lắng đọng trên bề mặt đế)
Để chuyển các chất phản ứng thành thể hơi người ta có thể sử
dụng các phương pháp già nhiệt khác nhau như: lò cảm ứng, bức
xạ laze, plasma hồ quang, plasma cao tần nhiệt độ thấp…
12/7/2010 604006 - chương 10 10
- 12/7/2010 604006 - chương 10 11
- Tùy thuộc vào phản ứng tổng hợp mà phản ứng được tổng hợp
trong buồng kín với môi trường khí trơ, oxi hóa hay khử
Phương pháp CVD được sử dụng rộng rãi để chế tạo các chất
bán dẫn, các chất cách điện dưới dạng màng hay đơn tinh thể.
Đây cũng là phương pháp quan trọng để điều chế các nguyên
liệu dạng bột siểu mịn của các kim loại, oxit, cacbua, nitrua…
Các tiền chất sử dụng trong CVD phải là các chất dễ bay hơi
12/7/2010 604006 - chương 10 12
- Bảng 1 – Sản phNm và chất đầu trong một số quá trình tổng hợp
pha khí
Sản phNm kết tinh Chất đầu
Al (CH3)3Al
Ga (CH3CH-3)3Ga
GaAs (CH3)3Ga + AsH3
InP (CH3)In + PH3
Si SiCl4 + H2
SiO2 SiH4 + O2
SixN y SiH4 + N 2
SiC SiH2Cl2 + C2H4
12/7/2010 604006 - chương 10 13
Thêm tài liệu vào bộ sưu tập có sẵn:
Báo xấu
LAVA
ERROR:connection to 10.20.1.100:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
ERROR:connection to 10.20.1.100:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
Đang xử lý...
Thêm vào BST
Báo xấu
