Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Структура, кинетика роста, эпитаксиальная связь и свойства продуктов, образуемых в процессе реакционной диффузии Игнатенко Петр Иванович

Структура, кинетика роста, эпитаксиальная связь и свойства продуктов, образуемых в процессе реакционной диффузии
<
Структура, кинетика роста, эпитаксиальная связь и свойства продуктов, образуемых в процессе реакционной диффузии Структура, кинетика роста, эпитаксиальная связь и свойства продуктов, образуемых в процессе реакционной диффузии Структура, кинетика роста, эпитаксиальная связь и свойства продуктов, образуемых в процессе реакционной диффузии Структура, кинетика роста, эпитаксиальная связь и свойства продуктов, образуемых в процессе реакционной диффузии Структура, кинетика роста, эпитаксиальная связь и свойства продуктов, образуемых в процессе реакционной диффузии Структура, кинетика роста, эпитаксиальная связь и свойства продуктов, образуемых в процессе реакционной диффузии Структура, кинетика роста, эпитаксиальная связь и свойства продуктов, образуемых в процессе реакционной диффузии Структура, кинетика роста, эпитаксиальная связь и свойства продуктов, образуемых в процессе реакционной диффузии
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Игнатенко Петр Иванович. Структура, кинетика роста, эпитаксиальная связь и свойства продуктов, образуемых в процессе реакционной диффузии : ил РГБ ОД 71:85-1/155

Содержание к диссертации

ВВЕДЕНИЕ 7

ГЛАВА I. ТЕРМОДИНАМИКА И КИНЕТИКА ХЕМОЭПИТАКСИАЛЬ
НОГО РОСТА ВЕЩЕСТВА 18

1.1. Термодинамический анализ хемоэпитаксиального
. зарождения новой фазы в процессе реакционной
.диффузии 18

  1. Состояние проблемы 18

  2. Зарождение новой фазы 29

  3. Хемоэпитаксиальное зарождение новой фазы 43

  4. Температурный интервал хемоэпитаксии 49

  5. Влияние соотношения коэффициентов диффузии

на условия хемоэпитаксиального зарождения 56

1.2. Кинетика хемоэпитаксиального зарождения новой
фазы при реакционной диффузии 59

  1. Скорость образования зародышей 59

  2. Скорость роста зародышей 64

  1. Кинетика роста слоя новой фазы при хемоэпитаксии 67

  2. Определение эффективного пересыщения 79

Выводы 89

ГЛАВА П. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОДУКТОВ РЕАКЦИИ .... 92

  1. Выбор двойных систем для исследования ...... 92

  2. Выращивание монокристаллов ................. 94

  3. Получение пленок цинка и сурьмы 96

  4. Подготовка образцов для исследований ....... 97

  5. Диффузионное насыщение образцов ............ 101

  6. Кинетические исследования 104

  7. Рентгенографирование образцов 106

2.7.L. Рентгенографирование образцов до и после

их. насыщения 106

2.7.2. Рентгенографирование образцов в процессе

их насыщения . 113

  1. Световая микроскопия.Метод ямок травления... 115

  2. Электронномикроскопические исследования .... 117

2.10.Электронографирование образцов ............. 119

2.11.Электрофизические методы исследования ...... 121

2.12.Потенциостатические исследования ... 126

2.13.Испытания на жаро-,кислото-г,износо- и разга-

ростойкость 127

Выводы 129

ГЛАВА Ш. ШШЭПИТАКСИАЛЬНОЕ НАРАСТАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ

НА КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ МЕДИ ..............і... 130

3.1. Система медь-цинк .. 130

  1. Структура и состав слоя,образованного при насыщении монокристалла меди ларами цинка над о-фазой 132

  2. Продукты реакции на поверхности монокристалла меди при диффузии цинка из ^-латуни 138

  3. Продукты реакции при насыщении монокристалла меди парами цинка над цинком ..... 147

  4. Структура и состав слоя,образованного в результате диффузионного насыщения элек-троосажденной меди парами цинка... 159

  5. Кинетика роста слоя продуктов реакции при насыщении монокристалла меди цинком .... 163

  6. Расчет температурного интервала хемоэпи-таксии для р -латуни .................. 170

3.2., Системы медь-алюминий и медь-олово 174

  1. Структура и состав продуктов реакции: при. насыщении меди алюминием или оловом ..... 175

  2. Кинетика роста фаз Cuai2 и cu^Sn на

медной подложке 177

3.2.3. Оценка возможности ориентированного на
растания фаз СиА12 И Cu^Sn ...... 180

3.3. Системы медь-магний и.медь-индий ............ 183

  1. Продукты реакшш при насыщений.меди парами магния или.индия ........................ 183

  2. Кинетика роста фаз cu2Mg и cu2in .... 184

  3. Оценка возможности ориентирожанного нарастания фаз cu2Mg и cu2in .... 186

3.4. Система медь-сурьма ......................... 187

  1. Структура и состав продуктов реакции: при . насыщении меди парами сурьмы. ............:.. 188

  2. Кинетика роста новых фаз ................ 192

  3. Оценка возможности ориентированного нарастания фаз Cu2sb и Gu3sb ............. 194

3.5. Системы медь-сера,медь-селен и медь-теллур ... 197

3.5.1. Нарастание халькогенидов меди, при насыщее

нии меди ларами серы,селена или теллура 198

  1. Кинетика роста халькогенидов меди і....... 200

  2. Оценка возможности хемоэпитаксиального

роста халькогенидов меди ................ 201

3.6. Обсуждение результатов .................... 204

Выводы 213

ГЛАВА ІУ. ПОЛУЧЕНИЕ ХЕМОЭПИТАКСЙАЛЬНЫХ СЛОЕВ НА,

СУРЬМЕ,ШШКЕ И ХРОМЕ 216

4.1. Системы сурьма-динк,сурьма-индий,сурьма-^кадмий 217

4.1.1. Структура и состав продуктов твердофазных :
реакций при насыщении сурьмы цинком,

. индием или кадмием ...................... 217

  1. Кинетика роста фаз znSb ., inSb и casb 227

  2. Расчет аТэ для фаз znsb , msb и casb 228

4.2. Системы сурьма-сера,сурьма-селен и сурьма-

~ -теллур 232

4.2.1. Структура и состав слоя при насыщении

сурьмы серой,селеном или теллуром .. 232

4.2.2.. Кинетика роста фаз sb2s3 и sb2Te3 ....... 237

4.2.3. Расчет дТэ для sb2s3 изъ2т,е3фаз ....... 240

4.3. Системы цинк-сера,цинк-селен и цинк-теллур .... 243
4.3.I., Структура и состав, халькогшидов-цинка при

насыщении цинка серой,селеном или теллуром 243

4.3.2. Кинетика роста халъкогенидов, цинка ....... 246

4.3.3...Расчет дТд для халькогенидод..цинка ....... 246

4.4,.-Системы сурьма-магний,сурьма-натрий,цинк-магний 250

4.4.1* Структурные и кинетические исследования. . 250

.4.4.2. Оценка дТэ для фаз MgZn2 Sb2Mg3 и ife3Sb 254

4.5.. Системы, хром-углерод и хром-сера ............ 257

4.5.1...Структурные и кинетические исследования 257

4.5.2. .Оденка дТэ для фазы ^r23G6 ...........*.. 266

... 4.6. Обсуждение результатов ...................... 266

Выводы ...,.........., 277

ГЛАВА У. ФЙЗЙКО-ХШИЧЕСКЙЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЛОЕВ,

ПОЛУЧЕННЫХ В РЕЗУЛЬТАТЕ РЕАКЦИОННОЙ ДИФФУЗИИ 280

5.1. Электрофизические свойства продуктов реакции 280

5.I.I. Соединение sb2Te3 ...................... 280

  1. Соединения ZnSb , Zns и znSe ........ 285

  2. Твердый раствор inSb. ві 288

5.2. Потенциостатические исследования продуктов

твердофазных реакций 291

5.2.1..Халькогениды сурьмы 291

' 5.2.2..Хальяогениды. цинка ..................... 296

.5.2.3* Карбидизированные хромовые электроосадки. 301

5.3. ИзносOr,жарог м кислотостойкость слоев ..... 303

  1. Карбидизированные хромовые покрытия ...... 303

  2. Сульфидированные хромовые покрытия ...... 304

5Л.* Микротвердость карбидизированных и.сульфи-

дированных хромовых, электроосадков ......... 304

5.5... Термическая усталость образцов ............... 308

Выводы 309

ГЛАВА УІ.ХЕМОЗПЙТАКСИАЛЬШЙ РОСТ ОКИСЛОВ, СУЛЬФИДОВ

И КАРБИДОВ ............................... 311

6.1. Хемоэпитаксиальный. рост окислов ............. 311

6.2.Хемоэпитаксиальный рост сульфидов .......... 318

6.3. Хемоэпитаксиальный рост карбидов ........... 319

6.4., Обсуждение результатов 321

6,5. Возможности метода хемоэпитаксиального

роста вещества ............................. 328

Выводы. 330

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.Заключение .................... 332

ЛИТЕРАТУРА 336

Введение к работе

В основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года, утвержденных ХХУІ съездом КПСС, предусмотрено развитие исследований с целью создания новых материалов. Успешное решение этой задачи в значительной мере зависит от дальнейшего развития одного из важнейших направлений науки и техники - материаловедения пленок и слоев ГХ—5І . Важное значение при этом придается получению пленок и слоев с высоким структурным совершенством, обладающих стабильностью физических свойств, чрезвычайно необходимой в различных полупроводниковых устройствах и приборах [3-^-8 J . Связано это с тем, что многие параметры полупроводниковых материалов полностью определяются концентрацией и природой примесей и различных дефектов структуры»

С целью создания оптимальной технологии производства моно^ кристаллических структур полупроводниковых приборов интенсивно ведутся экспериментальные и теоретические исследования различных полупроводниковых гетероструктур, используемых в качестве главного активного элемента таких приборов [9-13J .

Одним из способов получения монокристаллических пленок и слоев является эпитаксиальный рост вещества. Ориентированное нарастание вещества на кристаллической поверхности (эпитаксия) в настоящее время широко применяется в науке и технике, особенно в твердотельной микроэлектронике [1+4 \ .

Эпитаксиальный рост вещества может быть связан с анизотро^ пией граничной энергии и упругой анизотропией подложки [I4J . Проблемой получения эпитаксиальных кристаллов с необходимыми свойствами занимаются многие лаборатории у нас в стране и за рубежом и в этом направлении достигнуты значительные успехи. Общеизвестен вклад в решение данной проблемы ученых Советского

8 Союза: П.Д.Данкова, В.И.Архарова, Л.С.Палатняка , А.А.Чернова, Л.Н.Александрова, В.М.Косевича, Г.И.Дистлера, Ю.Д.Чистякова, С.А.Семилетова, Е.Й.Гиваргизова и других и зарубежных ученых: Г.Близнакова, Р.А.Каишева, Д.Х.Ван дер Мерве, Ф.Ч.Франка, Р.А.Лодиза, Д.Майера, Д.В.Метьюза, Р.Керна, Э.Калдиса, В.Бауэра, Т.Аризуми и других.

Проводимые исследования не ограничивались лишь прикладными задачами, но имели и большое научное значение. Обусловлено это тем, что в эпитаксиальных кристаллах различные физические процессы, например, диффузионные, протекают в условиях наличия неравномерного распределения структурных дефектов, полей упругих напряжений, контактных электрических поле!. Поэтому изучение диффузии, например, в таких условиях позволяет выяснить роль указанных факторов в механизме перемещения примесей и атомов материнской фазы в неоднородных полупроводниковых кристаллах 7 J. Эпитаксиальные пленки позволяют исследовать влияние тол-щины на намагниченность, анизотропию магнитооптических свойств, структуру магнитных доменов и другие вопросы.

Эффективность, надежность и дальнейший прогресс в получении эпитаксиальных кристаллов зависит от состояния знаний о природе эпитаксии. Эпитаксиальный рост вещества оказался сложным явлением, включающим целый ряд процессов и прежде"всего таких как зарождение и рост дочерней фазы на основе материнской фазы. Видимо, поэтому к настоящему времени предложено множество различных теоретических схем для объяснения этого явления и в тоже время отсутствует общепризнанный подход для интерпретации накопленного экспериментального материала по ориентированному нарастанию различных веществ [1-5, 15J . Неудивительно, что до сих пор нет единого мнения относительно роли в эпитаксиальном росте таких факторов, как величина несоответствия сопрягаемых кристаллических

9 решеток и их упругие константы, значение межфазных энергий и величина пересыщения исходной фазы и других. По нашему мнению, общим недостатком предложенных к настоящему времени теорий эпитак-сии является отсутствие учета взаимной связи и влияния основных факторов, определяющих ориентированное нарастание вещества.

Особенно много неясного в более сложном процессе - хемо-эпитаксии * ориентированном нарастании продуктов химического взаимодействия вещества, поступающего извне, с веществом подложи ки [2, 16J . Такая" эпитаксия наблюдается" при реакционной диффузии, нротвкающеИ в поверхностном слое текстурярованных или монокристаллических подложек и представляет собой частный случай твердофазной эпитаксии - процесса ориентированного нарастания вещества за счет твердофазных реакций, протекающих в поверхностном слое монокристаллической подложки [39 I .

До недавнего времени такой рост вещества исследовался глав^ ным"образом при окислении металлов и сплавов. В этой области широко известны работы Я.А.Шишакова, В.И.Архарова, Ж.Бенара и других. Основные сведения по ориентированному росту окислов приводятся в монографиях Бенара [17 ] , Кубашевского и Гопкинса [18 J , Палатника и Папирова [l J и Хауффе [Х9 J

Исследования" хемоэпитаксиального роста других соединений вплоть до 70^х тодов были немногочисленны. В Советском Союзе этими вопросами занимался Чистяков с сотрудниками [20 J . Обобщение работ по хемоэпитаксиальному росту различных соединений сделано Палатником и Папировым [I ] , Гехардом [21J и Ударом [22 J .При этом" подчеркивается сложность-процесса, связанная с тем, что после образования-первого слоя химического соединения последующий процесс усложняется объемной диффузией, что нередко объемные изменения при- образовании соединений настолько велики, что ориентированный рост наблюдается лишь в тончайших слоях [l] .

Все это затрудняет выработку единого мнения относительно основных факторов, определяющих хемоэпитаксиальный рост вещества. По мнению Чистякова [іб, 20] , например, определяющим фактором при хемоэпитаксии является скоростьреакционной диффузии. При конденсации атомов вещества внешней среды на поверхности подложки наиболее благоприятные условия для хемоэпитаксиального роста будут в том случае, если скорость конденсации меньше, чем скорость реакционной диффузии. В противном случае процесс хемоэпитаксии быстро закончится и перейдет в хемоэндотаксию, так как атомы подложки будут диффундировать в слой конденсата, и химическое соединение, богатое атомами конденсата, будет выделяться в твердой фазе. Поскольку сопрягаемые решетки имеют различные фи-^ зические свойства, то вероятность ориентированного нарастания при химическом взаимодействии подложки с окружающей внешней средой, по мнению Чистякова, низкая; Палатник также считает [l] , что хемоэпитаксия имеет место лишь при некоторых оптимальных экспериментальных условиях и высказывает предположение, что совершенство ориентировки связано со скоростью реакции.

Различны мнения ученых относительно роли размерного фактора и пересыщения в эпитаксии. Одни считают [і, 23-31J , что величина соответствия решеток - главное в эпитаксии, другие Г 32, 33J , наоборот, допускают возможность эпитаксии при любом различии периодов сопрягающихся решеток. По мнению одних [25 I с увеличением пересыщения предельная величина несоответствия решеток подложки и нарастающего слоя, при которой еще может происходить эпитаксия, растет и, следовательно, увеличивается возможность ориентированного нарастания вещества. По мнению же других [34, 35J , для эпитаксии необходимы низкие пересыщения или что влияние пересыщения на ориентированный рост имеет- более сложный характер [зб, 37] .

Различны также мнения ученых относительно роли температуры в эпитаксии. Большинство исследователей считает, что ориентированное нарастание происходит выше определенной для данной пары "нарастающее вещество *» подложка" температуры, получившей название эпитаксиальной. Однако, ряд ученых [16, 37 I указывают на то, что эпитаксиальный рост вещества осуществляется в некотором температурном интервале'.

Все это свидетельствует о необходимости"проведения дальнейших теоретических и экспериментальных исследований процессов ориентированного нарастания различных веществ, в том числе химических соединений на кристаллических подложках.

Важность подобных исследований возрастает в связи с тем, что в последние годы интерес к твердофазной эпитаксии заметно возрос благодаря одной особенности твердофазных реакций - срав^ нительно низкой температуры их протекания [22, 38*40j . Эти реакции, как правило, имеют место при температуре ниже точки плавления любого из компонентов или их эвтектик» В некоторых случаях температуры реакций находятся в пределах от 20 до 200 G. Например, между пленкой олова и медной подложкой взаимодействие с образованием интерметаллида происходит при комнатной температуре.

Эта особенность делает метод твердофазной эпитаксии весьма ценным методом технологии полупроводниковых-приборов, так как при пониженных температурах может быть" значительно меньшей ши** рина переходной области в формируемых эпитаксиальных структур pax [8 J , заметно уменьшено диффузионное" размытие р-п-переходов 41^43 J и растворение примесей, устранена такая трудность как автолегирование и изменение профиля легирования, наблюдавшиеся при высокотемпературных процессах [ 39 J , а также снижены термические напряжения, возникающие вследствие различия коэффициен-

тов термического расширения контактируемых веществ [38, 44 J . К тому же 145, 46J , слои образуемых соединений защищают поверхность от поступления загрязнений и делают излишней операцию высокотемпературного нагрева подложки в сверхвысоком вакууме для очистки ее поверхности, так как на образование новой фазы в начале процесса отжига расходуется исходный, наиболее загрязненный ее поверхностный слой;

Другая важная и перспективная область, где находят применение твердофазные реакции « омические контакты и контакты с барьером Шотки [47 J . Омические контакты, как известно [47-49 J , получают в результате операции плавления, при которой на поверхности полупроводника создается тонкая сплавная пленка. При этом под действием поверхностного натяжения эта пленка нередко оказывается стянутой в шарики. К тому же, при плавлении в контактах может наблюдаться миграция атомов, приводящая к деградации их электрических характеристик со временем. Все это делает операцию плавления нежелательной. Для получения--омических" контактов в последнее время стали применять новый метод металлизации, в котором вместо плавления используется спекание, то есть взаи-модиффузия в твердой фазе Г47 j . В этом случае в контакте протекают реакции с образованием соединений, которые могут служить диффузионным барьером для миграции атомов через контакт.

Деградация же диодов Шотки в основном связана с диффузией металла к полупроводниковой подложке через образовавшийся окис-ный слой или дефекты. Ослабить этот эффекг можно путем создания с помощью твердофазных реакций в контактной области соединений, которые бы препятствовали миграции атомов через границу металл -полупроводник. Это может существенно повысить стабильность, долговечность и устойчивость конатктов Шотки к повышенным температурам, а значит значительно повысить надежность электронных

ІЗ устройств, во многих случаях играющая первостепенную роль [47, 50-52 и другие] .

Можно указать и на ряд других преимуществ метода твердофазной эпитаксий. Например, эпитаксиальный рост из твердой фазы полностью допускает применение метода фотолитографии [39 J Покрытие исходных материалов различными (карбидными, нитридными, боридными и тому подобное) хемоэпитаксиальными слоями может значительно повысить их твердость, износо* и коррозионную стойкость [21, 22] .

Вышесказанное свидетельствует об актуальности дальнейших исследований по твердофазной эпитаксий, в том числе по хемоэпи-таксии. В этом направлении интенсивные исследования ведутся в США, Японии и других странах [38, 40-44, 53-63 и другие] . Ряд работ этого плана выполнено в Харькове и Киеве [45, 46, 64, 65] .

Однако, в подавляющем большинстве этих работ твердофазная реакция использовалась для создания транспортной среды по достав^ ке данного материала к месту его эпитаксиального нарастания. Исследовалась возможность и кинетика эпитаксиального роста таких полупроводниковых материалов как германий и кремний на монокрио5* таллической подложке путем использования в~ качестве генератора процесса твердофазной эпитаксий напыленных (обычно в аморфном состоянии) кремния, германия, палладия, алюминия и других элементов, а также соединений на основе кремния и германия. Получаемые композиты подвергались двойному отжигу. Сначала система отжигалась при сравнительно невысоких температурах для об^ разования соединений, а затем при температурах несколько более высоких для получения элитаксиальных пленок. В ряде случаев эпитаксиальный рост из твердой фазы происходил путем рекристаллизации аморфного слоя полупроводника, находящегося в непосредственном контакте с металлической подложкой при температурах,

14 значительно более низких, чем температуры кристаллизации свободных аморфных кремния и германия. Иногда аморфные слои образовывались благодаря введению в исходную подложку ионов определенной энергии, в которых после обычного отжига или в результате облучения происходил эпитаксиальный рост материала.

В наших исследованиях, проводимых на протяжении около 15 лет, твердофазная реакция использовалась для получения ориентированных слоев различных соединений. Теоретические и экспериментальные работы в этом плане интересны не только с точки зрения теории и практики получения эпитаксиальных структур продуктов реакции, но и в плане более глубокого понимания механизма и кинетики самого процесса реакционной диффузии, лежащего в основе твердофазной элигаксии.

Несмотря на то, что вопросамтеории реакционной диффузии уделялось много внимания рядом зарубежных ученых (Вагнер и Ха-уффе [I9J , Еубашевский и Гопкинс [18 J , Кабрера, Мотт и Бенар [17]), а также советских ученых (Архаров [66-671 , Френкель [68 ] , Пинес [б9] , Горбунова [70*] t Дубинин [711 , Гегузин [72І и другие-), многие стороны механизма и кинетики реакционной диф^ фузии до сих пор остаются нераскрытыми. В частности, к нерешенным проблемам реакционной диффузии относятся: механизм зарождения и роста новой фазы, роль энергетического состояния поверхности материала в кинетике процесса твердофазных реакций, степень локализации химической реакции на границе фазы и другие.

Ценные сведения о процессе реакционной диффузии могут дать исследования" по хемоэпитаксиальному росту вещества, поскольку при эпитаксии кристаллическое совершенство нарастающих фаз яв^-ляется наивысшим-в непосредственной близости от фронта химиче** ской реакции и быстро убывает из*за влияния объемных изменений по мере удаления от этого фронта. Это обстоятельство в ряде

15 случаев помогает установить не только характер диффузии и место нахождения фронта реакции (какой из двух взаимодействующих компонентов диф^ндирует через слой продуктов реакции и на какой границе этого слоя идет реакция), но также изучить условия формирования структуры диф^зионной зоны при насыщении материнской фазы элементами извне Г 73 J * Исследования по хемоэпитаксиально-му росту должны способствовать более глубокому пониманию механизма и кинетики реакционной диффузии в силу его крайней чувствительности ко многим параметрам процесса ив частности, к таким из них как тип кристаллической решетки подложки, ее кристаллов графическая ориентация и другие [l 1 .

Основной целью данной работы является разработка надежного количественного критерия ориентированного нарастания соединений, образуемых в процессе реакционной диф^зии, который бы способствовал более глубокому раскрытию механизма и кинетики процессов хемоэпитаксии, а также позволял бы обобщать экспериментальные результаты по хемоэпитаксиальному росту и проводить прогнозирование возможности такого роста для конкретной бинарной системы. Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

разработка термодинамико-кинетического подхода к хемоэпи-таксии;

экспериментальное и теоретическое исследование возможности хемоэпитаксии при-реакционной диффузии в бинарных системах на основе меди, сурьмы, цинка и хрома;

применение разработанного подхода к оценке возможности ориентированного нарастания окислов, сульфидов и карбидов и сравнение с экспериментальными данными;

выявление особенностей процесса хемоэпитаксии, а также реакционной диффузии в условиях влияния подложки;

определение роли различных факторов в ориентированном нарастании продуктов, образуемых в процессе реакционной диффузии, и их взаимного влияния;

изучение корреляции между эпитаксиальной температурой и термодинамическими характеристиками нарастающих фаз;

изучение физических свойств и характера физико-химического взаимодействия нарастающих фаз с целью оценки возможности их практического применения.

На защиту выносятся следующие научные положения:

  1. Представление о том, что при образовании зародышей новой фазы в процессе реакционной диффузии необходимо учитывать энергию химической реакции на границе "подложка - слой адсорб** пии" в общем изменении потенциала Гиббса. Это приводит к тому, что хемоэпитаксиальный рост вещества определяется не только величиной несоответствия решеток и нарастающей фазы, ее упругими константами, значением межфазных энергий и величиной пересыщения, но и значением термодинамической активности диффундирующего konf-понента в этой фазе.

  2. Термодинамико-кинетический подход к хемоэпитаксиальному зарождению и росту новой фазы при реакционной диффузии, исходя из преимущественного образования и роста двумерных зародышей.

  3. Установление особенностей хемоэпитаксиального роста вещества и процесса реакционной диффузии в условиях ориентирующего действия подложки.

4* Корреляция между эпитаксиальной температурой, теплотой плавления, стандартной теплотой образования соединений, а также" разностью электроотрицательностей компонентов нарастающих фаз, позволяющая в первом приближении априорно оценивать эпитакси~ альную температуру продуктов твердофазных реакций.

Настоящая работа является одной из первых, посвященных

17 разработке нового перспективного направления в физике твердого тела, связанного с ориентированным нарастанием соединений, образующихся в процессе" реакционной диффузии, которое иожно сформулировать тсак Физика ориентированного нарастания продуктов реакционной диФФузии.Это направление, учитывающее энергию химической реакции на ыежфазной границе, позволяет обобщать" накопленный экспериментальный материал по хемоэпитаксиальному росту соединений, а также проводить прогнозирование возможности такого роста и степени структурного совершенства продуктов твердофазных реакций в бинарных системах, содержащих промежуточные фазы^.

Практическая ценность работы состоит в том,"что найден коли--чественный критерий хемоэпитаксиального роста вещества, позволяющий осуществлять прогнозирование ориентированного нарастания продуктов, образуемых при реакционной диффузии в конкретной бинарной системе;

определены оптимальные условия диффузионного насыщения, при котором на поверхности подложки в результате реакционной даффу-зии формируется соединение с высоким-структурным совершенством;-

найден способтрубой оценки эпитакеиальной температуры по данным стандартной теплоты образования, теплоты плавления или разности электроотрицательностей компонентовсоединений, наращиваемых на подложке в процессе реакционной диффузии;

высокое значение коэффициента термо я.дт<г." хемозштяксиатіь-ных слоев соединений Z«S и S^JVj позволяет рекомендовать их для изготовления термоэлементов", а твердый раствор S&,тж &l х (0,5% ±и ± 2;5%) в качестве материала инфракрасных приемников и датчиков Холла; .. -

высокая износо-,- жаро- коррозионная стойкость хемоэпитакси-альных слоев в "ряде бинарных систем позволяет; рекомендовать их в качестве защитных покрытий.

Похожие диссертации на Структура, кинетика роста, эпитаксиальная связь и свойства продуктов, образуемых в процессе реакционной диффузии