Синтез металлоксидных структур на поверхности карбида кремния с применением хлорида титана, оксохлоридов хрома и ванадия

• Автор: Анисимов, Константин Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.21, 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 182 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Г ЛАВА 1 Карбид кремния и его химическая активность

1.1 Особенности строения, получение и применение карбида кремния

1.2 Физико-химические свойства БІС

ГЛАВА 2 Регулирование и влияние состава и строения поверхности карбида кремния на его термоокислительные свойства

2.1 Строение и свойства оксидной пленки на поверхности БІС

2.2 Кинетика и механизм термоокисления карбида кремния

2.3. Модифицирование поверхности карбида кремния

Заключение
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 3 Методики синтеза и исследования БІС с
модифицированной поверхностью
3.1 Характеристики и обоснование выбора исходных веществ и модификаторов
3.2 Установки для синтеза элементоксидных структур на поверхности карбида кремния
3.3 Физико-химические методы исследования, использованные в
работе
ГЛАВА 4 Синтез хром-, титан-, ванадий- оксидных структур на поверхности карбида кремния и исследование их состава
4.1 Исследование с применением РФЭС химического состава поверхности продуктов взаимодействия карбида кремния с парами ТІСЦ, УОСІз и Н20, Сг02С12 и С2Н5ОН
4.2 Влияние циклической обработки карбида кремния парами ТіС
и Н20 на состав приповерхностного слоя

4.3 Синтез ванадийоксидных структур на поверхности последовательной и попеременной обработкой матрицы парами
УОС13 и н2о
4.4 Состав и структура продуктов последовательного и многократного взаимодействия Б1С с парами СЮ2С12 и Н20 ГЛАВА 5 Кинетика и механизм термоокисления карбида кремния исходного и модифицированного титан-, ванадий- и хромоксидными поверхностными структурами
5.1 Термоокисление карбида кремния
5.1.1 Кинетика процесса термоокисления Б1С
5.1.2 Влияние температуры окисления на состав поверхности карбида кремния
5.2 Термокисление образцов карбида кремния, модифицированных титаноксидными структурами
5.2.1 Кинетика и механизм превращений в тиансодержащих образцах карбида кремния при термоокислении
5.2.2 Состав поверхности титансодержащего карбида кремния после термоокисления
5.3 Влияние ванадийоксидных поверхностных структур на термоокислене карбида кремния
5.3.1 Особенности термоокисления карбида кремния модифицированного ванадийоксидными структурами
5.3.2 Исследование состава поверхности ванадийсодержащего карбида кремния после термоокисления методом РФЭС
5.4 Термокисление образцов карбида кремния, модифицированных хромоксидными структурами
5.4.1 Кинетические закономерности и механизм термоокисления хромсодержащего карбида кремния

5.4.2 Химический состав продуктов термоокисления хромсодержащего карбида кремния по данным РФЭС
5.4.3 Влияние температуры обработки модифицированного карбида кремния на содержание хрома в поверхностном слое
5.5 Влияние режимов термоокисления и химической природы модификатора в составе карбида кремния на изменение морфологии поверхности
ВЫВОДЫ
Список литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
ПриложениеД

В то же время, исследование окисления волокон карбида кремния субмикроскопического размера на воздухе при температуре до 1000 °С приводит к выводу, что диффузионно-контролируемое окисление всегда имеет место в начале опыта, даже при удалении исходной пленки Si02, с поверхности карбида кремния [63].
В диффузионной области в интервале температур 950 - 1600 °С зависимость константы скорости окисления SiC от температуры выражается экспоненциальной формулой Аррениуса:
K=K0-e'E/RT, (2.1)
Где Е - энергия активации на кДж/моль, Ко - фактор частоты элементарных актов во времени и пространстве.
На основании измерений массы карбида кремния в чистом кислороде и на воздухе в проточных условиях приводятся 3 интервала температур с различными значениями энергии активации процесса окисления SiC [63, 69]. При низких температурах, до 1200 °С, эмпирическая энергия активации, вычисленная по зависимости в координатах «натуральный логарифм константы скорости реакции — обратная температура», составляет 151 кДж/моль, при температурах 1200 - 1400 °С ее величина снижается до 90,5 кДж/моль, а выше 1400 °С авторы вновь отмечают повышение энергии активации. Уменьшение энергии активации при 1200-1400 °С установлено также в работе [82]. Изменение значения энергии активации в приведенном диапазоне температур большинство авторов приписывают изменению состояния системы в результате кристаллизации аморфного Si02 с образованием кристобалита. Приводимые в работах различных авторов эмпирические значения АЕаКт процесса окисления на воздухе составляют 335 кДж/моль [82], 190,5 кДж/моль [84], а в кислороде — 210 кДж/моль [82]. Полученные результаты обусловлены, как следует из анализа литературных данных, разными механизмами окисления карбида кремния в зависимости от