Введение к работе
Актуальность темы. (5-Дикетонаты металлов - классические объекты исследования химии координационных соединений. Их изучение привело, с одной стороны, к широкому применению в химии и технологии, с другой стороны, способствовало продвижению в понимании взаимосвязи состав-структура-свойство. Однако, несмотря на большое количество работ, посвященных этим соединениям, отдельные аспекты химии (5-дикетонатов металлов остаются мало изученными. В частности на фоне большого количества исследований по конденсированной фазе (растворы, твердые вещества) свойства р-дикетонатов металлов в газообразном состоянии мало изучены. Открытым остается вопрос о механизмах термораспада этих соединений. Вследствие отрывочности сведений и отличающихся экспериментальных условии сложно установить закономерности влияния природы лиганда и металла на термические свойства р-дикетонатов металлов.
Р-Дикетонаты металлов широко используются в качестве исходных веществ для получения пленок и покрытий методом химического осаждения из газовой фазы (CVD). В частности, р-дикетонаты ме ди(П) используются для получения сверхпроводящих оксидных пленок и металлизации сверхбольших интегральных схем. Для получения пленок и покрытий и целенаправленного регулирования их свойств необходимо иметь представление о термических превращениях паров исходных соединении. В связи с этим представляется актуальным систематическое исследование термического поведения ряда комплексов меди с различными 3-дикетонами в газообразном состоянии.
Цель работы состоит в'исследовании термических превращений паров р-дикетонатов меди(ІІ) в различных условиях. При этом решались следующие задачи:
определение состава газовой фазы при терморасиаде паров \\ ли кетонатов меди(П) в вакууме и и присутствии различных газовых до бавок (водород, кислород);
исследование термической устойчивости ищюи (і-дшеетонатои ме ди(П) в вакууме и в присутствии газовых добавок и выяснение влияния природы концевых заместителей в лигамде на термическую ус і ой чивость .'лих соединений;
установление nvrei'i термораспада паров р-дикеюнатов меди и при ближений изолированных молоку і на основе анализа состава і!''рвич
^
пых газообразных продуктов и получение значений кинетических параметров термораспада;
выявление влияния природы поверхности на процессы термораспада Р-дикетонатов меди(П).
Научная новизна. Впервые изучено термическое поведение паров комплексов меди(Н) с фторированными р-дикетонами в вакууме, в присутствии кислорода и в присутствии водорода. На основе данных о составе газообразных продуктов термораспада предложены схемы термораспада шести р-дикетонатов меди(П) и двух комплексов свин-ца(П) на нагретой поверхности. Рассчитаны эффективные значения кинетических параметров термораспада. Получены качественно новые сведения о процессах взаимодействия ацетилацетоната, дипивалоилме-таната, шшалоилтрифторацетоната, пивалоилацетоната меди(И) с поверхностью термического реактора. Впервые выявлено влияние оксидной поверхности на процесс тері юраспада р-дикетонатов металлов. Показана возможность прогнозирования состава пленки, образующейся при термораспаде паров р-дикетонатов металлов, основываясь только на данных о составе газообразных продуктов разложения.
Практическая значимость. Выявленные закономерности термического поведения паров р-дикетонатов меди являются вкладом в развитие химии р-дикетонатов металлов. Полученные данные необходимы для создания модельных представлений о процессах термораспада молекул р-дикетонатов металлов на поверхности. Продемонстрированная в работе возможность прогнозирования состава пленок, основываясь только на анализе газообразных продуктов, позволяет ускорить процесс выбора исходных соединений и условий осаждения пленок из газовой фазы.
На защиту выносятся:
результаты исследования термической устойчивости паров шести р-дикетонатов меди(Н) в вакууме, в присутствии кислорода и в присутствии водорода; данные о газообразных продуктах термораспада Р-дикетонатов меди(П);
пути термораспада паров р-дикетонатов меди в приближении изолированных молекул;
результаты исследования термических превращений ряда р-дикетонатов меди(П) н; различных поверхностях;
данные о термических превращениях ацетилацетона и пивалоил-трифторацетона;
данные о термораспаде паров дшшвалоилметаната и иивалоил-трнфторацетоната снннца(ІІ) в вакууме и кислороде.
Работа выполнена в соответствии с планами НИР ИНХ СО РАН "Изучение химии простых и комплексных летучих соединений", номер госрегистрации N01860108864 и "Новые материалы и вещества - основа создания нового поколения техники, технологии. Синтез и исследование свойств и процессов разложения летучих металлооргаїшческих соединений как исходных материалов для получения покрытий" Шифр 10.1.5.4.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на X Европейской конференции по химическому осаждению из газовой фазы "EUROCVD 10", Италия, 1995 г.;
XVIII Чугаевском совещании по химии координационных соединений, г. Москва, 1996 г.;
Всемирной конференции IUPAC Chemrawn IX "The role of advanced materials in Sustainable Development", Корея, Сеул, 1996 г.
1 Іубликаиии по работе. По теме диссертации опубликовано 3 статьи и 2 тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и списка литературы (106 ссылок). Общий объем - 144 страницы, включая 32 рисунка, 8 таблиц и приложение.