 | |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена Оксид нитрида кремния, оксид динитрида кремния | |
| Идентификаторы | |
| ECHA InfoCard | 100.031.617  |
| Номер ЕС |
|
PubChem CID | |
| Характеристики | |
| N 2 O Si 2 | |
| Молярная масса | 100,183 г · моль -1 |
| Внешность | Бесцветные кристаллы |
| Плотность | 2,81 г · см −3 |
| Структура | |
| Орторомбический [1] | |
| Cmc2 1 No 36, символ Пирсона oS20 | |
a = 0,48553 нм, b = 0,52194 нм, c = 0,52194 нм, Z = 4 | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
| Ссылки на инфобоксы | |
Оксинитрид кремния представляет собой керамический материал с химической формулой SiO x N y . Хотя в аморфных формах его состав может непрерывно варьироваться от SiO 2 ( кремнезем ) до Si 3 N 4 ( нитрид кремния ), единственной известной промежуточной кристаллической фазой является Si 2 N 2 O. [2] Он встречается в природе как редкий минерал. синоит в некоторых метеоритах и может быть синтезирован в лаборатории. [3]
Свойства [ править ]
Кристаллическая структура оксинитрида кремния построена тетраэдрами SiN 3 O, соединенными через атомы кислорода вдоль оси c и через атомы азота перпендикулярно ей. Прочная ковалентная связь этой структуры приводит к высокой прочности на изгиб и устойчивости к нагреванию и окислению до температур около 1600 ° C. [4]
Синтез [ править ]
Поликристаллическая керамика оксинитрида кремния в основном производится нитридированием смеси Si и диоксида кремния при температуре выше точки плавления кремния (1414 ° C) в диапазоне 1420-1500 ° C: [4] [5]
- 3 Si + SiO 2 + 2 N 2 → 2 Si 2 N 2 O
Материалы оксинитрида кремния с различной стехиометрией могут также возникать как продукты пиролиза прекерамических полимеров, а именно полисиланов и полиэтоксисилсесквиазана. Полученные таким образом материалы SiON называют керамикой, полученной из полимеров, или PDC. Путем использования прекерамических полимеров можно получить плотную или пористую керамику оксинитрида кремния в сложных формах с использованием методов формования, обычно применяемых для полимеров. [6]
Приложения [ править ]
Тонкие пленки оксинитрида кремния можно выращивать на кремнии с использованием различных методов осаждения плазмы и использованы в микроэлектронике в качестве альтернативы диэлектрического слоя на двуокись кремния и нитрид кремния с преимуществами низких токов утечки и высокой термической стабильностью. [7] Эти пленки имеют аморфную структуру, и поэтому их химический состав может сильно отличаться от Si 2 N 2 O. Изменяя соотношение азот / кислород в этих пленках, их показатель преломления можно непрерывно регулировать в пределах ~ 1,45 для кремния. диоксида и ~ 2,0 для нитрида кремния. Это свойство полезно для компонентов оптики с градиентным показателем преломления, таких как волокна с градиентным показателем преломления .[8]
Оксинитриды кремния могут быть легированы атомами металлов. Наиболее распространенным примером является сиалон , семейство четвертичных соединений SiAlON. Оксинитриды четвертичного кремния, содержащие элемент лантанид , такой как La, Eu или / и Ce, используются в качестве люминофоров . [9]
Ссылки [ править ]
- ^ а б Охаши, Масаёши; и другие. (1993). «Растворимость алюминия в твердом состоянии в O'-SiAlON». Варенье. Ceram. Soc . 76 (8): 2112–2114. DOI : 10.1111 / j.1151-2916.1993.tb08343.x .
- ^ Hillert МЫ, Йонссон S, Сундман В (1992). «Термодинамический расчет системы Si-NO». Z. Metallkd . 83 : 648–654.
- ^ Ryall, WR; Муан, А. (1969). «Стабильность оксинитрида кремния». Наука . 165 (3900): 1363–4. Bibcode : 1969Sci ... 165.1363R . DOI : 10.1126 / science.165.3900.1363 . PMID 17817887 . S2CID 22339579 .
- ^ a b Ральф Ридель (18 апреля 2008 г.). Керамика и технология: Конструкции . Wiley-VCH. С. 97–. ISBN 978-3-527-31155-2. Проверено 8 октября 2011 года .
- Перейти ↑ AE Rubin (1997). «Синоит (Si 2 N 2 O): кристаллизация из ударных расплавов хондрита EL» (PDF) . Американский минералог . 82 (9–10): 1001. Bibcode : 1997AmMin..82.1001R . DOI : 10,2138 / ч 1997-9-1016 . S2CID 128629202 .
- ^ SiON PDC
- ^ ES Machlin (9 декабря 2005). Материаловедение в микроэлектронике: влияние структуры на свойства тонких пленок . Эльзевир. С. 36–. ISBN 978-0-08-044639-4. Проверено 8 октября 2011 года .
- ^ Альберт Р. Ландгребе; Электрохимическое общество. Отдел диэлектрической науки и технологий; Электрохимическое общество. Отделение высокотемпературных материалов (2001 г.). Тонкие изолирующие пленки из нитрида кремния и диоксида кремния: материалы шестого международного симпозиума . Электрохимическое общество. С. 191–. ISBN 978-1-56677-313-3. Проверено 8 октября 2011 года .
- ^ Се, Ронг-Цзюнь; Хиросаки, Наото (2007). «Оксинитридные и нитридные люминофоры на основе кремния для белых светодиодов. Обзор» (скачать бесплатно) . Наука и технология перспективных материалов . 8 (7–8): 588. Bibcode : 2007STAdM ... 8..588X . DOI : 10.1016 / j.stam.2007.08.005 .
