Кристаллы эпитаксиальный рост

Все предложенные до настоящего времени теории зарождения и роста НК и пленок игнорируют реальное состояние поверхности раздела, участие во многих случаях химических реакций в процессе кристаллизации из газовой фазы, следствием которых является наличие слоя хемосорбированных молекул на поверхности раздела. При наличии хемосорбции непосредственный обмен между подложкой и средой практически отсутствует и хемосорбционный слой в известном смысле можно считать промежуточной двумерной фазой . Рост кристалла в этом случае, по-видимому, происходит в результате актов химического распада молекул хемосорбционного слоя, механизм которых совершенно не изучен. Особая трудность возникает при обсуждении возможных механизмов роста эпитаксиальных пленок сложных соединений при жидкофазном осаждении в связи с тем, что молекулярная форма нахождения большинства этих соединений в растворах и расплавах в настоящее время неизвестна. Поэтому единой достаточно удовлетворительной теории зарождения и роста НК и пленок при газофазном осаждении пока не существует. Необходимо дальнейшее накопление надежных экспериментальных данных о реальной структуре (атомной и электронной) поверхностей раздела, о явлении хемосорбции, о так называемой закомплексованности и других определяющих явлениях. Важным также в теории гетерогенного зародышеобразования пленок является установление соотношения между процессами статистического зародышеобразования на чистых подложках и на активных центрах. Имеются сведения (Л. С. Палатник и др. 1972 г.) об образовании и длительном существовании в тонких пленках термодинамически неравновесных фаз. Поэтому пределы применимости к тонкопленочным системам (приборы микроэлектроники, оптические покрытия и др.) диаграмм состояний, разработанных для систем массивных материалов, требуют подробного анализа и обсуждения. [c.485]

ЭПИТАКСИАЛЬНЫЙ РОСТ КРИСТАЛЛОВ [c.336]

Мы кратко рассмотрели принцип действия р—п-перехода в гомогенном по составу полупроводнике. Дальнейшие исследования [20, с. 61 ] показали, что многие свойства полупроводниковых приборов можно улучшить, используя так называемые гетеропереходы — контакты двух различных по химическому составу полупроводников. Энергетическая зонная модель и инжекционные свойства гетероперехода, а также область применения его определяются опять же условиями изготовления. Успехи в этой области связаны прежде всего с успехами физико-химии и технологии эпитаксиального выращивания кристаллов. Среди большого числа различных методов эпитаксиального роста полупроводниковых кристаллов широкое распространение получил метод жидкостной эпитаксии [21 ]. Он стал основным при изготовлении многих важных полупроводниковых приборов [20, с. 61 и 92]. [c.464]

При взаимном прорастании цеолитов L и О (оффретит) образуются кристаллы, имеющие форму молотка [154]. Это связано с эпитаксиальным ростом кристаллов цеолита L чешуйчатой формы и кристаллов цеолита О в форме стерженьков. Обе структуры построены из цепей канкринитовых е-ячеек и гексагональных призм (см. гл. 2). Эпитаксия обусловлена прониканием этих цепей через межфазовую границу кристалла. Такое взаимное прорастание кристаллов показано на рис. 5.8. [c.355]

Иначе обстоит дело с блокированием граней алмаза выделяю-Ш.ИМСЯ графитом, образующим на них трехмерные зародыши одинаково растущие как в толщину, так и в направлении граней. Образующиеся трехмерные зародыши графита, в отличие от двухмерных зародышей алмаза, не способны замостить грань одноатомным слоем графита, поэтому блокирование каждой грани происходит под совокупным действием кристаллических зародышей графита, последовательно образующихся и растущих на ней бок 6 бок. Вследствие этого время, по истечении которого процесс блокирования практически прекращает или в определенной степени замедляет эпитаксиальный рост алмаза, не зависит от размера кристалла и не укорачивается с его увеличением. Отсюда понятно, почему в наших опытах с большими кристаллами (3—4 мм) можно было получать большую линейную скорость роста, чем для порошков. [c.99]

I. Одним из подтверждений явления складывания макромолекул может служить суш,ествование дислокаций, обусловленное взаимодействием между складками [33]. По-видимому, серьезным доводом в пользу гипотезы резкого складывания следует считать часто наблюдаемую агрегацию пластинчатых кристаллов, протекающую по механизму спиральных дислокаций, а также эпитаксиальный рост полимерных монокристаллов на подложках, которыми служили некоторые низкомолекулярные или полимерные кристаллы [34, 35]. Более того, прямым доказательством взаимодействия между складчатыми участками цепей является суШ(ествование сетки дислокаций, [c.226]

Ромбоэдрический угол равен примерно 102°, а расстояния между катионами слишком велики, чтобы был возможен эпитаксиальный рост окиси магния. Поэтому отсутствуют факторы, способствующие какой-либо определенной ориентации кристаллов окиси магния относительно кристаллов доломита. Те же самые соображения имеют силу и в отношении ориентации кристаллов окиси кальция. В то же время кальцит изоморфен с доломитом. Поэтому энергетические соотношения на поверхности раздела двух фаз обеспечивают ориентацию кальцита по отношению к доломиту, если только в ходе реакции не образуется в качестве промежуточного продукта окись кальция. При повышении температуры разложения скорость образования ядер увеличивается, а размер кристаллитов окиси магния уменьшается. [c.87]

Эпитаксиальный рост кристаллов. ...... [c.8]

Под эпитаксиальным ростом кристаллов понимают ориентированное срастание различных кристаллов из раствора, пара или расплава. Осаждение может происходить также электролитическим путем или посредством реакции кристаллической подложки с окружающей средой, например, при ориентированном образовании окислов. При этом кристаллы примеси (так называемые депозитные кристаллы), выделившиеся на инородной поверхности подложки (грани основного кристалла, грани подкладки), могут формироваться изолированно, так что ориентацию можно наблюдать микроскопическими методами (рис. 13.22). Кристаллическая фаза примеси может также образовать единое и ориентированное покрытие, монокристальную структуру которого можно доказать дифракцией электронов или рентгеновских лучей. [c.336]

Эпитаксиальный рост — часто наблюдаемое явление при взаимодействии самых различных видов кристаллов (например, ионные кристаллы—металлические кристаллы взаимодействие металлических, ионных и органических кристаллов между собой, металлические кристаллы— органические кристаллы и т.д.). Хотя накоплен чрезвычайно большой фактический материал, однако не [c.336]

Если нужно создать большой градиент концентрации того или иного активатора (например, в полупроводниковых диодах), то определенные преимущества дает проведение низкотемпературного процесса, поскольку при низких температурах твердофазная диффузия пренебрежимо мала. Если взять затравку подложку), содержаш,ую примесь, и проводить выращивание в низкотемпературных условиях, то активатор станет диффундировать медленно, что приведет к значительному снижению его концентрации там, где начался рост. Большие концентрационные градиенты можно также создавать, вводя активатор в паровую фазу в процессе роста. Таким образом, парофазные процессы особенно полезны тогда, когда стоит задача наращивания тонких слоев с заданными свойствами. Этот способ носит название эпитаксиального ) роста кристаллов. [c.92]

Одним из основных вопросов теории эпитаксиального роста является следующий какие соотношения кристаллохимического и кристаллографического характеров должны существовать между кристаллом подложки и наращиваемым кристаллом, чтобы смежные плоскости обоих веществ соответствовали эпитаксии. [c.274]

Что касается условий, необходимых для возникновения эпитаксии, то следует учитывать не только влияние несоответствия структур сращиваемых кристаллов, но также и особенности проведения процесса эпитаксиального роста. Так, например, отмечалось, что при высоких пересыщениях легко образуются зародыши самых различных ориентаций и эпитаксия отсутствует в некоторых случаях эпитаксия развивается не при образовании зародышей, а при дальнейшем росте пленки. В определенных условиях при увеличении температуры подложки наблюдалось изменение ориентации осадка. [c.276]

Полупроводниковые НК- Разработана технология выращивания НК полупроводников при одновременном действии двух методов кристаллизации из газовой фазы с участием химических транспортных реакций. Вначале с большей скоростью выращивается лидер по методу пар—жидкость—кристалл, а затем на нем производится наращивание слоев в радиальном направлении по методу пар—кристалл. В результате НК имеет двухслойную структуру. Поскольку кристаллизация в радиальном направлении происходит со скоростью на два порядка меньше, чем в осевом направлении, а коэффициенты распределения примесей зависят от скорости роста, то при введении в кристаллизационную зону двух легирующих элементов донорного и акцепторного типов, с разными коэффициентами распределения удается получить в одном НК две области рии (или несколько р—п-переходов). Следует заметить, что качество получаемых электронных структур весьма высокое, так как периферийные слои наращиваются на совершенной боковой поверхности НК и дислокации несоответствия (обычно наблюдаемые при эпитаксиальном выращивании пленок) отсутствуют. Количество же выращенных НК может быть очень велико (до 10 см ). [c.504]

Скорость эпитаксиального роста кристаллов оказалась зависящей от молекулярной массы макроцепей. Так, для полиэтилена наблюдается два максимума. Экстремальный характер этой зависимости авторы [36] связывают с двумя следующими причинами нестабильностью зародышей кристаллов макромолекул с низкими молекулярными массами высоким значением энтропии для макромолекул с весьма высокими молекулярными массами, большими некоторого определенного значения, что препятствует их приближению к поверхности подложки. Для высокополимера с данной молекулярной массой скорость эпитаксиальной кристаллизации возрастает с увеличением степени переохлаждения [36]. Аналогичным образом влияет понижение температуры кристалла-подложки. Многочисленными экспериментами установлено, что степень близости параметров кристаллических решеток полимера и подложки не влияет на эпитаксиальную кристаллизацию, на рост ориентированных кристаллов, но она существенно сказывается на степени дефектности упаковки макроцепей, плотности нуклеации и степени переохлаждения, необходимой для эпитаксиального роста [36]. Скорость эпитаксиального роста и протяженность ориентированного эпитаксиального слоя над поверхностью оказались в прямой зависимости от концентрации раствора [36]. При кристаллизации высокополимеров, для которых характерно несколько поворотных изомеров, оказалось, что условия эпитаксиальной кристаллизации могут вызывать смещение конформационного равновесия [45], а также стимулировать рост кристаллической модификации полимера, метастабильной в обычных условиях его кристаллизации [36]. [c.106]

Одним из наиболее типичных процессов, в которых выполняются сформулированные Каваи условия получения КВЦ, является твердофазная полимеризация, что было показано на примере полимеризации триоксана [56] и поликонденсации аминокапроновой кислоты [57]. Монокристаллы аминокапроновой кислоты, нагретые ниже температуры ее плавления, превращаются в высокоориентированные кристаллы поликапроамида. Направление роста полимерных фибрилл совпадает с ориентацией молекул в кристалле мономера. Анализ показывает, что при этом практически полностью отсутствуют олигомеры с низкой степенью превращения (димеры, тримеры), тогда как при проведении поликонденсации в расплаве их относительное содержание довольно высоко. Тот факт, что при твердофазной поликонденсации в различные моменты реакции мольные концентрации олигомера пренебрежимо малы по сравнению с мольными концентрациями мономера, вытекает из гетерогенного характера твердофазной реакции, когда образование полимера идет в отдельной фазе. По всей вероятности, в этом случае имеет место эпитаксиальный рост кристаллов, когда пары мономера, реагируя на кристаллической поверхности, образуют ориентированные зародыши полимерных кристаллитов [58]. Полученные таким образом зародыши ориентируются в направлениях, отвечающих направлениям ориентации низкомолекулярных кристаллов. [c.139]

Что с того, что у настойчивых экспериментаторов в XIX в. не было и не могло быть давления в 100 ООО атм Это еще ничего пе доказывает — вполне достаточно, если была алмазная затравка, крупица алмазного кристалла, структура, на которой может продолжаться эпитаксиальный рост. И чтобы вокруг этого первоначального кристаллика был углерод... [c.127]

Кристаллизация из газовой фазы дает возможность (подвергая, например, исходное твердое вещество сублимации с последующим осаждением) получать материал высокой степени чистоты, заданной структуры и с заданными свойствами. Метод кристаллизации из газовой фазы используют для получения тонкодисперсных порошков — пигментов и усиливающих наполнителей, в частности для получения оксидов (AI2O3, TiOa и др.) путем гидролиза газообразных хлоридов или путем их высокотемпературного окисления. Осаждение из газовой фазы применяют для покрытия подложек тугоплавкими соединениями или оксидными пленками либо для металлизации. Этот метод, заключающийся в эпитаксиальном росте кристаллов, т. е. в наращивании одного вещества на другое, базируется на сходстве строения срастающихся граней. Кристаллизацией из газовой фазы получают монокристаллы и монокристаллические пленки, в частности для лазеров и приборов микроэлектротехники. Возможно прямое осаждение из газов готовых твердых изделий, например, деталей полупроводников и других деталей сложной формы. Возможно также получение гранулятов физическим или химическим осаждением вещества из газа в кипящем слое. Свойства получаемых твердых фаз зависят от условий пересыщения газовой фазы, от температуры подложки и др. [c.262]

Термин эпитаксия применяют к процессам выращивания тонких монокристаллических слоев (пленок) на монокристаллических подложках. Материал подложки в процессе выращивания играет роль затравочного кристалла. Эпитаксиальный процесс отличается от процессов выращивания монокристаллов, например, методом Чох-ральского тем, что рост кристалла происходит при температуре ниже температуры плавления. Обычно эпитаксиальное выращивание пленок основано на процессах ХОГФ, за исключением молекулярно-лучевой эпитаксии, где используется процесс вакуумной конденсации [3]. [c.107]

Прн гомог. образовании кристаллнч. зародышей (при затвердевании, кристаллизации из р-ра) их форма определяется условием Гиббса-Кюри минимума поверхностной энергии зародыша где у, и -соотв. уд. свободные поверхностные энергии и площади i-x граней кристалла. Этому условию отвечает соотношение Вульфа У(/А( = onst, где /г -расстояние i-й грани от центра кристалла. Зависимость ДО(Л,) при образовании крнс-таллич. зародышей сходна с выражением (1), но численные коэф. оказываются иными. Часто выражение (1) применяют и при рассмотрении образования кристаллич. зародышей, подразумевая под величиной у нек-рое усредненное (эффективное) зиачеине уд. поверхностной энергии зародыша. Прн гетерог. образовании кристаллич. зародышей важное значение имеет структурное соответствие зародыша и матрицы, на к-рой он образуется. Выделение кристаллич. фазы иа подложке с близкими параметрами их кристаллич. структуры наз. эпитаксиальным ростом. Как особый вид гетерог. 3. и. ф. можно рассматривать возникновение двухмерных зародышей при кристаллизации новых атомарных (молекулярных) плоскостей с высотой а, равной межплоскостному расстоянию. При этом для зародышей квадратной формы с длиной ребра I [c.163]

Эпитаксия — это направленный рост одного кристаллического вещества на подложке другого вещества. Эпитаксиально выращенные кристаллы часто ориентированы таким образом, что ось цепи параллельна поверхности подложки. Эпитаксиальный рост одного полимера может происходить на поверхности ориентированного полимера того же или другого химического строения, неполимерных кристаллах, например поверхности галогенидов [c.94]

Таким образом, на основании обобщения выщеизложенного может быть предложен следующий механизм каталитического образования углерода. При температуре процесса ниже, чем граничная для образования пироуглерода, происходит каталитическое разложение углеводорода и эпитаксиальный рост нитевидного кристалла углерода. Причем диаметр нитевидного кристалла строго детерминирован параметрами реакции каталитического дегидрирования углеводорода (температура, относительное содержание углерода в исходном углеводороде, скорость подачи углеводорода), определяющими скорость [c.91]

Вопросы эпитаксии также имеют непосредственное отношение к затронутой проблеме. Эпитаксия — ориентированное нарастание слоев — известна давно. В частности, этим вопросом еще в XIX веке занимался Франкенгейм. Обширная библиография по эпитаксии приведена в работах [40, 346—348]. Свойства эпитаксиальных слоев различных материалов, главным образом полупроводников, интенсивно исследуются. Обнаружена зависимость от типа подложки не только структуры, но и прочностных, электрических и магнитных характеристик вакуумных конденсатов различных полупроводниковых материалов [346—348]. Впервые эпитаксиальный рост полимерных кристаллов на поверхности твердого тела описан в работах [349, 350], затем этот эффект был подробно изучен [245—249, 340, 351—359]. В частности, было обнаружено, что аминокислоты и олигопептиды образуют ориентированные наросты на минералах [345]. Свежеобразованные сколы галогенидов металлов (Na l, K I, KI, LiF), а также кварц оказывают ориентирующее влияние на расположение кристаллов полиметиленоксида, полипропиленоксида, полиэтилена, полиэти-лентерефталата, полиакрилонитрила, полиуретана, полиамидов. Эпитаксиальные явления в подобных системах могут быть следствием [354] ориентирующего влияния ионов подложки, расположенных в определенной последовательности. Кроме того, дислокации, образующиеся при расщеплении галогенидов металлов, также могут оказывать влияние на зародышеобразование, так как они имеют определенную ориентацию и сообщают поверхности повышенную энергию. В работе [359] указывается на эффект своеобразного фракционирования полимеров, заключающийся в том, что при определенных условиях склонность к эпитаксиальной кристаллизации обнаруживают самые большие макромолекулы [359]. [c.140]

В отличие от рассмотренных выше работ контролируемый метод получения муаровых узоров был разработан Нашли, Мен-тером и Бассеттом [42—44]. Методика авторов позволила получить заранее заданную ориентацию двух монокристаллических пленок, каждая из которых имела толщину 200—300 А и приготовлялась напылением. Одним из кристаллов являлось золото, на котором в результате эпитаксиального роста образовывался второй слой, так что получалась система из двух наложенных и параллельно ориентированных кристаллов различных веществ со структурой одного типа, но различаюпщ-мися параметрами решетки. Это приводило к возникновению параллельных муаровых узоров, соответствующих рис. 47, а. [c.197]

На основании перечисленных наблюдений Эдлер [48] пришел к выводу, что для объяснения механизма образования полимерных кристаллов в рассмотренном случае необходимо привлечь представление об эпитаксиальном росте. Не следует ли отсюда, что протекание реакции облегчается на каких-то внутренних поверхностях (дефектных участках) кристаллов, когда твердая фаза играет роль некоторого субстрата, на котором происходит рост кристалла По-видимому, наиболее убедительным подтверждением механизма эпитаксиального роста является хорошо известное исследование процесса твердофазной полимеризации е-аминокапроновой кислоты [17], при котором было обнаружено явление переноса мономера в паровой фазе. Следует заметить, что мономеры, способные к твердо-4)азной полимеризации, как правило, легко полимеризуются и не в твердой фазе. Это в полной мере относится как к триоксану, так и к акриламиду [49], из которого образуется некристаллизующийся полимер, поскольку часто оба эти мономера легко сублимируются. С этой точки зрения, по-видимому, не существует значительных различий в механизмах твердофазной полимеризации и полимеризации в жидкой или газовой фазе. Тот факт, что проведение реакции полимеризации триоксана вблизи температуры плавления, когда нарушения решетки проявляются заведомо значительно сильнее, чем при низких температурах, тем не менее делает возможным получение полимеров с высокой степенью кристалличности, свидетельствует в пользу этих представлений. Очевидно, эта модель сохранила бы свою силу даже в том случае, если бы удалось получить кристаллический стереорегулярный полимер на основе акрил амида. [c.292]

Некоторые сведения о начальных этапах роста кристаллов на поверхности инородных тел можно получить ири изучении эпитаксии (см. разд. 3.4). Карр и др. [37] показали, что начальный этап роста кристаллов полиэтилена и полиоксиметилена (образование зародышей) происходит на поверхности Na l при температурах, при которых дальнейший рост кристаллов невозможен. Полиэтилен, растворенный в ксилоле, образует большие кристаллы только при температуре ниже 97° С. Эпитаксиальный рост ламелей толщиной несколько сот ангстрем [c.63]

Бинсберген [22] сообщил, что в противоположность патентным данным неорганические соли и окиси оказались неактивными зароды-шеобразователями и что при кристаллизации растворов и расплавов происходит одновременно эпитаксиальный рост и транскристаллизация. Кристаллизация расплавов полимеров в присутствии этих соединений протекает часто в достаточной степени при таких же степенях переохлаждения, как и степени переохлаждения расплавов этих полимеров без добавок (см. табл. 5.3). Было обнаружено, что хорошими зародышеобразующими свойствами обладают тонкая дисперсия мелких кристалликов и тонкие кристаллические слои, адсорбированные на поверхности другого вещества, титаксия, обусловленная соответствием кристаллических решеток, в этом случае может быть исключена, поскольку активность дисперсии кристалликов и тонких кристаллических слоев проявлялась при кристаллизации нескольких полиолефинов. Хорошие зародышеобразователи не растворяются в полимерах или кристаллизуются при охлаждении перед кристаллизацией полимера. По-видимому, отличительной особенностью кристаллов соединений, способных ок ывать хорошее зародышеобразующее действие, является существование на их поверхности чередующихся рядов полярных и неполярных групп. [c.72]

На основе приведенных данных можно предложить следующую схему образования феррита магния по механизму встречной диффузии катионов Mg +, Fe +, Fe . Так как скорость диффузии ионов железа в феррите магния несколько больше, чем в окиси магния, то при взаимодействии монокристалла окиси магния с окисью железа к границе раздела фаз Mg0/MgFe204 ионов железа поступает больше, чем их отводится в глубь кристалла. Поэтому в локальных микрообластях поверхностного слоя MgO в какой-то момент времени концентрация железа превышает равновесную, и пересыщение снимается эпитаксиальным ростом монокристаллического слоя феррита. В зависимости от времени взаимодействия размер диффузионной зоны окиси магния увеличивается незначительно, и скорость отвода ионов железа от поверхности раздела фаз Mg0/MgF204 меняется мало. По этой причине достижение критического пересыщения и, следовательно, скорость роста монокристаллического слоя феррита магния определяются диффузией ионов железа и магния через слой шпинели, а не их диффузией в монокристалле окиси магния. [c.7]

В ряде случаев, экспериментальные факты не могут быть объяснены на основании модели Пеннингса, предусматривающей эпитаксиальный рост складчатоцепных ламелей на фибриллярном кристалле, образованном КВЦ. Например, изменение температуры кристаллизации полиэтилена из перемешиваемых растворов в ксилоле приводит к образованию различных морфологических структур, получивших название микрошиш-кебаб и [c.127]

Смотреть страницы где упоминается термин Кристаллы эпитаксиальный рост: [c.227] [c.253] [c.52] [c.181] [c.181] [c.81] [c.55] [c.65] [c.84] [c.318] [c.377] [c.383] [c.103] [c.123] [c.69] [c.253] [c.32] [c.196] [c.129] [c.711] [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология