2+材料的气相液相合成2

《2+材料的气相液相合成2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《材料化学》课程内容绪论上篇材料合成化学中篇材料改性化学下篇材料生产化学2普通材料合成化学3特殊材料合成化学4材料的化学修饰与改性5材料助剂化学6材料的化学设计7材料的化学稳定性1绪论2普通材料合成化学2.1材料合成化学概论2.2材料的气相合成反应2.3材料的液相合成反应2.4材料的固相合成反应2.2.1气相沉积反应简介2.2.2化学气相沉积反应2.2.3化学气相沉积反应装置2.2材料的气相合成反应气相沉积反应(VaporDeposition,VD)是利用气态或蒸气态的物质在气相或气固界面上反应生成固态沉积物的技术很

2、多反应物质在通常条件下是液态或固态，经过汽化成蒸气再参与反应，是无机材料制备反应的重要类型。根据沉积过程分：化学气相沉积反应(化学蒸气沉积,入ChemicalVaporDeposition,CVD)物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition,PVD)气相沉积反应类型直接依靠气体反应或依靠等离子体放电增强气体反应的等离子体增强化学气相沉积。真空蒸发、溅射、离子镀等属于随着科学技术的发展，物理过程与化学过程日益融合，世界上最早的化学气相沉积反应记录在古代的中国，当时从事炼丹术的“术士”或“方士”为了寻找

3、“成仙”和“长生不老”之药，普遍采用“升炼”的方法(早期的化学气相沉积技术)汞和硫通过化学气相沉积而形成辰砂的过程，在气相沉积的输运过程中，因沉积位置不同所形成的晶体颗粒有大小的不同，小的叫银朱，大的叫丹砂。其化学成分均为硫化汞，也叫人造辰砂。古代炼丹炉和炼丹过程化学气相沉积反应的特点①沉淀反应如在气固界面上发生时沉淀物在原固态底基物上包覆一层，不改变原固体底基物的形状，这个特性也称为保形性。刀具表面进行涂层处理超大规模集成电路制造工艺②采用CVD技术可以得到单一的无机合成物质，并以此作为原材料，制备出更多的产品.超

4、纯多晶硅材料的制备。③如果采用的某种基底材料，在沉积物达到一定厚度以后，很容易与基底分离，这样就可以得到各种特定形状的游离沉积物器具。碳化硅器皿和金刚石薄膜部件均可以用这种方式制造。④在CVD技术中也可以沉积生成晶体或细粉状的物质，可以用来生产超微粉体，在特定的工艺条件下，甚至可以生产纳米级的微细粉末。化学气相沉积技术使用的前提化学气相沉积法对原料、产物及反应类型等有一定的要求，一般是：①反应原料是气态或易于挥发成蒸气的液态或固态物质；②反应易于生成所需要的沉积物而其中副产品保留在气相中排出或易于分离；③整个操作较易

5、于控制。2.2.2化学气相沉积反应1.热分解反应沉积适用对象：（1）通常一些低周期元素的氢化物如CH4、SiH4、GeH4、B2H6、PH3、AsH3等（2）不稳定有机烷氧基化合物（3）金属羰基化合物其中CH4、SiH4分解后直接沉积出固态的薄膜，GeH4也可以混合在SiH4中，热分解后直接生成Si-Ge合金膜。第一类反应实例化学合成法（氧化还原反应沉积）适用对象：一些元素氢化物或有机烷基化合物+氧气，氯化物+氢气两种或两种以上反应气-----固体一些元素氢化物或有机烷基化合物+氧气卤化物气态+氢气----到相应的该

6、元素薄膜三氯硅烷的氢还原反应是目前工业规模生产半导体级超纯硅[即>99.9999999％，简称九个9、或九个N(Nine)]的基本方法3.化学转移沉积反应适用对象：物质本身在高温下会汽化分解在沉积反应器稍冷的地方反应沉积生成薄膜、晶体或粉末等形式的产物，“炼丹术”之HgS的反应特点：这类输运反应中通常是T2>T1，即生成气态化合物的反应温度T2往往比重新反应沉积时的温度T1要高一些，但是这不是固定不变的。4.等离子体增强的反应沉积在低真空条件下，利用直流电压(DC)、交流电压(AC)、射频(RF)、微波(MV)或电子

7、回旋共振(ECR)等方法实现气体辉光放电在沉积反应器中产生等离子体。由于等离子体中正离子、电子和中性反应分子相互碰撞，可以大大降低沉积温度，这样就可以拓宽CVD技术的应用范围。例如在硅烷+氨气的反应在通常条件下，（约850℃）等离子体增强反应的情况下，（350’C）利用外界能源输入能量有时还可以改变沉积物的品种和晶体结构.CVD装置通常可以由以下部分：气源控制系统沉积反应室加热控温系统真空排气系统气体压强控制系统激励能源控制系统（在等离子增强型或其它能源激活型CVD装置上）2.2.3化学气相沉积反应装置2.3.1溶胶

8、－凝胶合成法2.3.2水热与溶剂热合成2.3材料的液相合成反应(1)溶胶—凝胶概念(2)溶胶—凝胶基本原理(3)溶胶—凝胶合成法的特点(4)溶胶—凝胶合成方法中的主要化学问题(5)溶胶—凝胶合成方法应用溶胶－凝胶法（Sol－Gel）2.3.1溶胶－凝胶合成法溶胶：有胶体粒分散其中的液体(微粒直径----)。凝胶：内部成网格结构，网格间隙中含有液