Хромато-масс-спектрометрический анализ силана высокой чистоты

• Автор: Созин, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. СВОЙСТВА СИЛАНА, МЕТОДЫ СИНТЕЗА, ИСТОЧНИКИ ПРИМЕСЕЙ, МЕТОДЫ АНАЛИЗА. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Физические и физикохимические свойства силана.

1.2. Химические свойства силана

1.3. Методы синтеза силана.

1.4. Источники примесей в силане.

1.5. Методы анализа силана.

1.5.1. ИКспектроскопия

1.5.2. Массспектрометрия

1.5.3. Газовая хроматография.

1.5.4. Хроматомассспектрометрия

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 2. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АНАЛИЗА
2.1. Случайные и систематические погрешности, возникающие при анализе силана.
2.2. Исследование влияния различных факторов на формирование систематических погрешностей.
2.2.1. Исследование стабильность примесей в силане и образцах сравнения
2.2.2. Влияние разложения веществаосновы
2.2.3. Влияние следов воды и кислорода на определение примесей.
2.2.4. Влияние памяти системы дозирования на определение
примесей
2.3. Расчт погрешности определения примесей.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ АНАЛИЗА СИЛАНА
3.1. Разработка системы дозирования силана в хроматомассспектрометр
3.2. Выбор хроматографических колонок и условий хроматографического разделения силана и примесей.
3.3. Контейнеры для хранения образцов силана и газовых смесей
3.4. Условия детектирования примесей.
3.5. Качественный анализ.
3.6. Количественный анализ.
3.6.1. Методы количественного анализа
3.6.2. Приготовление образцов сравнения
3.6.3. Пределы обнаружения примесей
3.7. Результаты анализа образцов силана.
3.8. Правильность определения примесей.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Результаты исследования возможности применения кварцевых капиллярных колонок с адсорбентами , модифицированным силикагелем и политриметилсилилпропином для разделения примесей в силане с последующим массспектрометрическим детектированием. Результаты идентификации и количественного определения примесей в образцах изотопнообогащнного силана и природного изотопного состава. Результаты исследования стабильности силана, примесей в нм и образцов сравнения при хранении и во время выполнения анализа. Разработка методики безэталонного определения содержания примесей в силане, для которых отсутствуют экспериментально рассчитанные коэффициенты чувствительности детектирования. Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на Аналитическом Русскогерманоукраинском симпозиуме 9 Киев, XIIIй конференции Высокочистые вещества и материалы. Получение, анализ, применение Н. Новгород, ННГУ им. Н.И. Лобачевского, Международном конгрессе Ii i i I Москва, 3м Нижегородском совещании Высокочистый моноизотопный кремний. Получение, анализ, свойства и применение Н. Н. Новгород, ИХВВ РАН, девятой, десятой конференции молодых учныххимиков г. Н. Новгорода Н. Новгород, ННГУ им Н. И. Лобачевского , конкурсе работ молодых учных Н. Новгород, ННГУ им Н. И. Лобачевского, ИХВВ РАН, XI, XII Нижегородской сессии молодых учных химия, физика, биология, медицина Н. Новгород, ,. Публикация результатов. По теме работы опубликованы 2 статьи в научных журналах и тезисы 7 докладов на научных конференциях. Структура и объм диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 0 страницах машинописного текста, включая рисунков, таблицы и библиографию из 9 наименований. ГЛАВА 1. СВОЙСТВА СИЛАНА, МЕТОДЫ СИНТЕЗА, ИСТОЧНИКИ ПРИМЕСЕЙ, МЕТОДЫ АНАЛИЗА. Силан бесцветный газ со слабым затхлым запахом. Молекула ЗНЦ имеет тетраэдрическое строение с атомом кремния в центре . Валентный угол Н8Н, град. Первый потенциал ионизации силана составляет ,2 эв. Плотность при температуре кипения по данным работы равна 0,3 гсм3, при нормальных условиях она составляет 0, г см3. Характеристики критического состояния силана приведены в табл. С . По данным работы теплота испарения силана составляет калмоль, а в работе е значение приводится равным калмоль. Наиболее точное е значение, видимо, следует отнести к более позднему исследованию, выполненном в работе . Зависимость давления мм рт. Зависимость давления мм рт. Р, мм рт. Термические превращения Моносилан является наиболее устойчивым из силанов. Он начинает заметно разлагаться на кремний и водород при температуре 0 С . Выше 0 С разложение идет с очень большой скоростью. Водород, образующийся по реакции, тормозит разложение но реакция не прекращается . ЖЬЯ Нз 1. При температурах 0 С и выше силан частично превращается в дисилан и трисилан . Результаты исследования разложения силана при температурах, близких к комнатной, в литературе не обнаружены. В литературе, посвященной гидридам, не отмечено ни одного случая разложения моносилана при комнатной температуре под действием детонации, искрового разряда и т. Реакция между силаном и кислородом подробно описана в работах , . Моносилан воспламеняется на воздухе даже при 0 С. Чистый силан можно смешать в определенном соотношении с воздухом или кислородом при температуре 3 К и атмосферном давлении без взрыва, если эти смеси лежат за пределами верхнего и нижнего пределов воспламенения. При других условиях, особенно в присутствии высших силанов, наблюдается самовоспламенение или взрыв. В процессе сгорания моносилана в зависимости от количества кислорода и температуры получаются БЮ, Б Юг, производные кремниевой кислоты. Впервые взаимодействие силана с водой и водными растворами кислот и щелочей было изучено в работах , , . Чистая вода в кварцевых сосудах не разлагает силан, но малейшие следы щелочи достаточно щелочи, извлекаемой водой из стекла ускоряют разложение. Гидролиз силана катализируется также и кислотами, но не так энергично, как щелочами. НгО 8Ю2 4Н2 БИТ 2КаОН НгО КагБЮз 4Нг
1.