Wyniki 1-10 spośród 15 dla zapytania: authorDesc:"Katarzyna Tkacz -Śmiech"

Zastosowanie metod kwantowych w badaniu ścieżek reakcji w CVD

Czytaj za darmo! »

Różnorodność materiałów, które można otrzymać z zastosowaniem metody chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD - ang. Chemical Vapour Deposition), należy rozumieć między innymi jako różnorodność składu chemicznego i form morfologicznych, zróżnicowanie stopnia krystaliczności/amorficzności struktury, a w konsekwencji również zróżnicowanie właściwości, decydujące o zastosowaniach. Jak dotychczas, w procesach CVD udało się użyć prekursory gazowe 70% pierwiastków układu okresowego, wytwarzając materiały w różnych postaciach (jak warstwy, proszki, wiskersy) [1]. Szerokie spektrum produktów, które można otrzymać z zastosowaniem CVD łączy się z istotą samego procesu, o którego przebiegu decyduje duża liczba czynników i któremu towarzyszy szereg złożonych zjawisk fizykochemicznych. Te ostatnie to przede wszystkim transport masy i energii oraz rekcje chemiczne, których mechanizm jest zwykle trudny do przewidzenia. To, co w istotny sposób wyróżnia metodę CVD, a w szczególności odróżnia ją od metody fizycznego osadzania z fazy gazowej, to udział homo- i heterogenicznych reakcji chemicznych. W istocie są to wzajemnie sprzężone reakcje następcze, które zachodzą w warunkach przepływu gazów reakcyjnych (stały dopływ reagentów i odprowadzanie produktów ubocznych). Ich przebieg zależy od uwarunkowań termodynamicznych i kinetycznych, te zaś od parametrów procesu (temperatury, ciśnienia, typu i stężenia prekursorów gazowych oraz od rodzaju podłoża). Reakcje mogą być aktywowane nie tylko cieplnie, ale również w wyniku przekazywania energii w polu elektromagnetycznym, elektrycznym i magnetycznym. Towarzyszy im tworzenie produktów pośrednich, w tym rodników i kompleksów aktywnych. W zależności od warunków procesu produkty pośrednie i produkty końcowe reakcji mogą się różnić (nawet jeśli użyto tych samych substratów). Wszystko to oznacza, że zrozumienie mechanizmów reakcji chemicznych w CVD i ich zależności od warunków procesu jest ważne nie tylko [...]

Osadzanie warstw w warunkach plazmy: zarodkowanie czy polimeryzacja?

Czytaj za darmo! »

Podjęto dyskusję odnośnie do mechanizmu osadzania fazy stałej z fazy gazowej w procesie CVD. Rozważono dwa mechanizmy, zarodkowanie i polimeryzację oraz poddano ocenie prawdopodobieństwo ich wystąpienia w procesie depozycji materiałów krzemowych. W tym celu obliczono przykładowe wartości promieni krytycznych zarodka oraz wielkości bariery energetycznej dla różnej temperatury i różnych przesyc[...]

Kinetyka wzrostu warstw a-C:N:H w układzie RF CVD

Czytaj za darmo! »

Warstwy a-C:N:H mogą być otrzymywane z zastosowaniem niekonwencjonalnych metod syntezy, zwykle w warunkach plazmochemicznych (PA CVD - Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition). Materiały te cechują się między innymi atrakcyjnymi właściwościami mechanicznymi, tribologicznymi i biozgodnością. Ich budowa i właściwości mogą być kształtowane poprzez odpowiedni dobór parametrów procesu osadzania[...]

Gradientowe warstwy a-SiNx:H osadzane plazmochemicznie w układzie RF CVD

Czytaj za darmo! »

Warstwy amorficznego krzemu (a-Si:H), amorficznego azotku krzemu (a-SiNx:H) oraz układy warstwowe (a-Si:H - a-SiNx:H) osadzono na podłożach Si (001) z zastosowaniem metody PE CVD, w rozwiązaniu RF CVD. W ośmiominutowym procesie syntezy uzyskano warstwy o grubościach rzędu 550÷750 nm, zależnie od typu. Jako prekursorów gazowych użyto SiH4, N2 i H2. Skład chemiczny warstw określono za pomocą sp[...]

Reakcje prowadzące do wzrostu warstw a-SiNx:H w układzie PE CVD

Czytaj za darmo! »

Przedstawiono model wzrostu warstw azotku krzemu a-SiNx:H na drodze chemicznego osadzania z fazy gazowej. Model uwzględnia przebieg reakcji chemicznych w fazie gazowej i reakcji heterogenicznych na powierzchni w roli katalizatora. W warunkach plazmy (układ PE CVD), reakcje heterogeniczne przebiegają głównie z udziałem aktywnych rodników, a zasadniczy wpływ na ich przebieg ma wodór. Uzasadnion[...]

Synergiczne układy warstwowe: azotek krzemu - warstwa przejściowa na multikrystalicznym krzemie

Czytaj za darmo! »

Amorficzny azotek krzemu a-SiNx:H nale.y do najbardziej obiecuj.cych materia.ow warstwowych o szczegolnym znaczeniu dla fotowoltaiki. Stosowany w postaci warstwy na krzemowych ogniwach s.onecznych pe.ni rol. pasywnej pow.oki antyrefleksyjnej, ktora jednocze.nie zabezpiecza powierzchni. ogniwa przed korozj. oraz przed dyfuzj. obcych atomow i jonow (np. tlenu). Takie warstwy stanowi. .rod.o wodoru pasywuj.cego defekty pod.o.a (przede wszystkim defekty powierzchniowe na granicach mi.dzyziarnowych polikrystalicznego krzemu). Na efekt wzrostu synergizmu w.a.ciwo.ci w uk.adzie warstwa-pod.o.e znacz.cy wp.yw maj.: adhezja warstwy do pod.o.a i rozk.ad napr..e. w.asnych. Osi.gni.cie zamierzonego efektu jest uwarunkowane rownie. parametrami samej warstwy, takimi jak: grubo.., budowa atomowa i g.sto.. warstwy, a tak.e wzgl.dna zawarto.. pierwiastkow Si, N i H. W literaturze przedmiotu mo.na znale.. informacje na temat roli sk.adu chemicznego i budowy warstw a-SiNx:H, jako czynnikow decyduj.cych o ich w.a.ciwo.ciach u.ytkowych i mo.liwych zastosowaniach [1€11]. Na przyk.ad: .. wraz ze wzrostem zawarto.ci krzemu w warstwie spada jej opor elektryczny, .. napr..enia w warstwie mog. by. modyfikowane przez dobor wzgl.dnej zawarto.ci azotu, .. zawarto.. wodoru jest wi.ksza w warstwach osadzanych w wy.szej temperaturze, .. optyczna transmisja warstwy spada ze wzrostem zawarto.ci Si. Warto.. przerwy energetycznej maleje od 5,1 eV dla warstwy o sk.adzie bliskim stechiometrycznemu [N]/[Si] . 1,3 do 2,05 eV dla warstw bogatych w krzem. Wobec tych zale.no.ci istotne znaczenie ma fakt, .e sk.ad chemiczny warstwy (zawarto.. Si, N i H) i jej budowa zale.. od warunkow, w ktorych zosta.a ona otrzymana, to jest od metody formowania warstwy i parametrow procesu. U.ytkowe w.a.ciwo.ci azotku krzemu pozostaj. w .cis.ej relacji do aspektow technologicznych. Jedno z najwa.niejszych miejsc w.rod metod otrzymywania warstw a-SiNx:H zajmuj. technolo[...]

Warstwy a-SiNx:H o różnej zawartości azotu osadzane w układzie PECVD

Czytaj za darmo! »

Technologie warstwowe wychodzą obecnie naprzeciw rosnącemu zapotrzebowaniu na materiały nowej generacji i tym samym stanowią kluczowy obszar inżynierii powierzchni i inżynierii materiałowej [1÷4]. Wykorzystuje się je w celach modyfikacji właściwości powierzchni różnego typu materiałów (ceramicznych, metalicznych, polimerów organicznych), a także w otrzymywaniu materiałów funkcyjnych, np. dla elektroniki czy fotowoltaiki. Zastosowanie znajdują zarówno cienkie warstwy o grubości rzędu kilku warstw atomowych, jak i warstwy, których grubość sięga kilku, kilkunastu mikrometrów, najczęściej uzyskiwane sposobem chemicznego lub fizycznego osadzania z fazy gazowej. Warstwy niestechiometrycznego azotku krzemu a-SiNx:H, które są przedmiotem badań opisanych w tej pracy, mają szereg właściwości, stawiających je w grupie materiałów o istotnym znaczeniu dla rozwoju fotowoltaiki [5÷15]. Stanowią pasywną powłokę antyrefleksyjną, która jednocześnie zabezpiecza powierzchnię ogniwa słonecznego przed korozją oraz przed dyfuzją obcych atomów i jonów (np. tlenu). Jednocześnie warstwy takie są źródłem wodoru pasywującego defekty podłoża (na przykład defekty powierzchniowe granic międzyziarnowych polikrystalicznego krzemu). Warstwa a-SiNx:H, stosowana jako powłoka zewnętrzna, zabezpiecza amorficzny krzem przed dyfuzją obcych atomów (np. tlenu) z atmosfery. Jako warstwa wewnętrzna stanowi barierę dla dyfuzji atomów/jonów między podłożem i krzemem (np. w układach scalonych). Celem pracy było otrzymanie w procesie chemicznego osadzania z fazy gazowej, prowadzonym ze wspomaganiem plazmy (PECVD - Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), serii amorficznych warstw a-SiNx:H o różnej zawartości azotu. W literaturze przedmiotu można znaleźć szereg doniesień odnośnie do roli składu chemicznego i budowy warstw jako czynników decydujących o właściwościach użytkowych i potencjalnych zastosowaniach. Znana jest zależność pomiędzy współczynnikiem załamania warstwy[...]

Modelowanie i symulacje obróbki cieplno-chemicznej superstopów na bazie niklu

Czytaj za darmo! »

Modyfikacja warstwy wierzchniej metali i stopów za pomocą obróbki cieplno-chemicznej prowadzi do wytworzenia strefy dyfuzyjnej. W układach dwuskładnikowych strefa taka stanowi zwykle sekwencję faz pośrednich i roztworów stałych - zgodnie z diagramem równowagi fazowej. Dyfuzja w układach potrójnych i wieloskładnikowych może prowadzić do utworzenia dwufazowych stref o złożonej morfologii. Obydwa przypadki podlegają regule faz Gibbsa, która łączy liczbę faz w równowadze (p) i liczbę składników (n) z liczbą stopni swobody (f ). W warunkach równowagi izotermiczno-izobarycznej: f = n - p. Jeśli liczba składników wynosi dwa, to równowaga dwóch faz jest możliwa tylko dla ściśle określonych składów tych faz i dwufazowa strefa w dyfuzji nie tworzy się. Zwiększenie liczby składników o jeden daje f = 1, jeśli p = 2. W takim przypadku jeden z parametrów, od którego zależy równowaga w układzie, na przykład potencjał chemiczny jednego ze składników, może się zmieniać w objętości strefy dwufazowej. Gradient tego parametru stanowi siłę napędową dyfuzji. Zrozumienie dyfuzji w układach wieloskładnikowych - wielofazowych, w połączeniu z modelowaniem morfologii takich układów, powinno stanowić podstawę w projektowaniu metod cieplno-chemicznej modyfikacji warstwy wierzchniej materiałów. W pracach poświęconych temu zagadnieniu wprowadza się pojęcie ścieżki dyfuzji [1, 2]. W przypadku układów trójskładnikowych jest to krzywa, która na izotermicznym przekroju potrójnego diagramu fazowego reprezentuje zmiany średniego składu chemicznego w przekroju strefy dyfuzyjnej. Łączy punkty odpowiadające składom chemicznym badanej pary dyfuzyjnej i może przechodzić przez pola stabilności czystych faz oraz pola równowagi dwóch i trzech faz. Kształt ścieżki dyfuzji zależy od warunków początkowych procesu, tj. od składu chemicznego pary dyfuzyjnej oraz od współczynników dyfuzji pierwiastków w analizowanym układzie. W obrębie pól dwufazowych (np. α + β) je[...]

Ewolucja strefy dwufazowej podczas dyfuzji wzajemnej w stopach potrójnych

Czytaj za darmo! »

Zjawisko dyfuzji wzajemnej ma istotne znaczenie w ważnych technologiach materiałowych, takich jak otrzymywanie warstw i materiałów gradientowych albo spawanie dyfuzyjne. Jego zrozumienie i umiejętność modelowania są decydujące w projektowaniu i otrzymywaniu stabilnych połączeń dyfuzyjnych w materiałach. Najprostszy model dyfuzji wzajemnej opisuje ją jako ruch atomów w jednowymiarowej parze dyfuzyjnej, powstałej z połączenia dwóch metali. Strefa dyfuzyjna, jaka tworzy się w takim układzie, składa się zwykle z szeregu warstw związków międzymetalicznych i jednofazowych roztworów stałych. Sekwencja i grubości poszczególnych warstw mogą być określone przez porównanie profili stężeń pierwiastków z diagramem równowagi fazowej w danym układzie. Biorąc jednak pod uwagę, że stosowane komercyjnie materiały zawierają na ogół wiele pierwiastków stopowych, proste przedstawienie dyfuzji w parze podwójnej (dwuskładnikowej) nie jest wystarczające. Kluczowym, ale jak dotychczas nierozwiązanym, problemem związanym z dyfuzją wzajemną w stopach wieloskładnikowych jest możliwość przewidywania morfologii wielofazowej strefy dyfuzyjnej, która tworzy się w obszarze złącza. W zależności od wyjściowego składu chemicznego łączonych materiałów oraz warunków procesu (temperatury i ciśnienia) tworząca się strefa może mieć złożoną mikrostrukturę i zróżnicowany skład fazowy. Strefa dyfuzyjna w układach trójskładnikowych, A-B-C, może się składać z warstw jedno- i dwufazowych [1, 2]. W takim przypadku wygodnie jest przedstawić zmiany stężenia poszczególnych pierwiastków w parze dyfuzyjnej w postaci ścieżki dyfuzji odwzorowanej na przekroju izotermicznym diagramu równowagi fazowej. Ścieżka taka łączy brzegowe składy pary dyfuzyjnej i przechodzi przez pola faz, które mogą się tworzyć (ale niekoniecznie się tworzą) w czasie dyfuzji [3]. Jeśli ścieżka dyfuzji wchodzi w pole dwufazowe (np. α + β) pod pewnym kątem do konody, to w próbce tworzy się warstwa [...]

 Strona 1  Następna strona »