Взаємодія CdTe, CdxHg1-Xte, GaAs та InAs з водними розчинами H2O2–мінеральна кислота–розчинник
Характер фізико-хімічної взаємодії монокристалів з водними розчинами. Побудова відповідних діаграм Гіббса, встановлення концентраційних меж розчинів за характером їх дії на поверхню напівпровідникових матеріалів. Режими обробки поверхонь монокристалів.
| Рубрика | Химия |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 27.09.2014 |
| Размер файла | 51,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
18. Lukiyanchuk E., Tomashik V., Tomashik Z. Chemical interaction of InAs with the solutions of the H2O2-HNO3-glycol system // Xth Intern. Seminar on Physics and Chemistry of Solids. - Lviv (Ukraine). - 2004. - P. 97.
Дисертантом досліджено хімічну взаємодію InAs розчинами H2O2-HNO3-етиленгліколь.
19. Томашик В.М., Лукіянчук Е.М., Томашик З.Ф. Хімічне травлення монокристалів CdTe та CdxHg1-xTe травильними композиціями системи H2O2-HCl-молочна кислота // “Фізика і технологія тонких плівок”. Матеріали ювілейної Х Міжн. конф. - Ів.-Франківськ (Україна). - 2005. - Т. 1. - С. 219-220.
Дисертант вивчав хімічне травлення CdTe і CdxHg1-xTe травниками H2O2-HCl-C3H6O3
АНОТАЦІЯ
Лукіянчук Е.М. “Взаємодія CdTe, CdxHg1-xTe, GaAs та InAs з водними розчинами H2O2-мінеральна кислота-розчинник” - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.21 - хімія твердого тіла. - Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, м. Київ, 2007.
Робота присвячена дослідженню хімічної взаємодії CdTe, Сd0,22Hg0,78Te, GaAs та InAs з водними розчинами H2O2-HNO3, H2O2-H3PO4, H2O2-H2SO4, H2O2-HCl та H2O2-HNO3(HCl)-органічний розчинник (розчинником були етиленгліколь, лактатна, тартратна і цитратна кислоти). У відтворюваних гідродинамічних умовах з використанням диску, що обертається, вивчені кінетика і механізм процесів їх хімічного розчинення. За результатами експериментів з використанням математичного планування на симплексі в усіх системах побудовано поверхні однакових швидкостей травлення (28 діаграм Гіббса), встановлено межі існування поліруючих, неполіруючих та селективних розчинів. Встановлено залежності швидкості розчинення від температури і швидкості перемішування розчину та визначено лімітуючі стадії процесу.
Визначено, що характер концентраційних залежностей швидкостей розчинення досліджуваних напівпровідникових сполук в водних розчинах H2O2-HNO3 (H2SO4, H3PO4) може бути зумовлений утворенням в травильних композиціях пероксокислот HNO4, H2SO5 та H3PO5. Виявлено вплив природи мінеральної кислоти та природи розчинника (наявності певної кількості карбоксильних груп в органічній кислоті) на швидкість розчинення монокристалів CdTe, Сd0,22Hg0,78Te, GaAs та InAs, полірувальні властивості розчинів та якість обробленої поверхні. Досліджено стан (мікроструктуру і шорсткість) отриманої після травлення поверхні.
Виявлено, що діаграми Гіббса для GaAs і InAs та CdTe і СdxHg1-xTe в сумішах H2O2-HNO3(HCl)-розчинник подібні між собою, що свідчить про їх однотипний механізм розчинення (лімітування розчиненням аніонної підгратки арсену або телуру).
Із аналізу температурних залежностей швидкостей розчинення встановлено існування компенсаційної залежності в кінетиці хімічного травлення монокристалів CdTe, СdxHg1-xTe, InAs та GaAs в досліджених травильних композиціях.
Розроблено і оптимізовано склади травильних композицій, режими та способи модифікації і підготовки полірованих поверхонь монокристалів методом ХДП, методику сумісного травлення плівок CdTe і Сd0,22Hg0,78Te.
Ключові слова: хімічна взаємодія, травлення, полірування, поверхня, травильні композиції, кадмій телурид, твердий розчин, галій арсенід, індій арсенід.
АННОТАЦИЯ
Лукиянчук Э.М. “Взаимодействие CdTe, CdxHg1-xTe, GaAs и InAs с водными растворами H2O2-минеральная кислота-растворитель” - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.21 - химия твердого тела. - Институт проблем материаловедения им. И.М. Францевича НАН Украины, г. Киев, 2007.
Работа посвящена исследованию химического взаимодействия монокристаллов CdTe, Сd0,22Hg0,78Te, GaAs и InAs с водными растворами систем H2O2-HNO3, H2O2-H3PO4, H2O2-H2SO4, H2O2-HCl и с травильными композициями систем H2O2-HNO3(HCl)-органический растворитель, (где в качестве растворителя были выбраны этиленгликоль, молочная, винная и лимонная кислоты). В воспроизводимых гидродинамических условиях с использованием методики вращающегося диска изучены кинетика и механизм процессов их химического растворения. Выбор компонентов травильных композиций и подбор их соотношений проводили, исследуя зависимость скорости растворения полупроводников от состава травильной смеси. По результатам экспериментов с использованием математического планирования на симплексе для всех вышеприведенных систем построены поверхности одинаковых скоростей травления (28 диаграмм Гиббса), установлены границы существования полирующих, неполирующих и селективных растворов. Изучены зависимости скорости растворения от температуры и перемешивания раствора и определены лимитирующие стадии процессов растворения указанных полупроводниковых материалов.
Микроструктуру и шероховатость полученных после травления поверхностей фотографировали в белом свете при помощи элипсометра Nontact 3D Surface Profiler NewView 5022S, при этом пределы измерений рельефа поверхности составляли от 1 нм до 5000 мкм при скорости сканирования до 10 мкм/с з точностью 0,1 нм.
Из анализа концентрационных зависимостей скоростей растворения исследуемых полупроводников в водных растворах H2O2-HNO3 (H2SO4, H3PO4) было определено, что их характер может быть обусловлен образованием в травильных композициях пероксокислот HNO4, H2SO5 и H3PO5. Выявлено влияние природы минеральной кислоты и природы растворителя (наличие определенного количества карбоксильных групп в органической кислоте) на скорость растворения монокристаллов CdTe, СdxHg1-xTe, GaAs и InAs, полирующие свойства травителей и качество обрабатываемой поверхности.
Установлено, что диаграммы Гиббса для GaAs и InAs, CdTe и СdxHg1-xTe в смесях H2O2-HNO3(HCl)-растворитель похожи между собой, что свидетельствует об их однотипном механизме растворения (лимитирование растворением анионной подрешетки мышьяка или теллура). Выявлено, что использование водного раствора H2O2 в составе травителей на основе минеральных и органических кислот приводит к формированию травильных композиций с небольшими скоростями полирования.
Показано, что в смесях H2O2-HNO3-органический растворитель величина областей полирующих растворов для CdTe, скорость и качество полирования возрастают при последовательной замене растворителей в ряду: этиленгликоль > молочная > винная > лимонная кислота, а для GaAs и InAs - при замене растворителей в ряду: молочная > лимонная > винная кислота > этиленгликоль. Монокристаллы СdxHg1-xTe не травятся в смесях H2O2-HNO3-растворитель, а их поверхность покрывается пассивирующей пленкой.
Установлено, что при химическом травлении CdTe, Сd0,22Hg0,78Te, GaAs и InAs в смесях H2O2-HCl-органический растворитель в исследованном интервале составов качество полирования поверхности улучшается при последовательной замене растворителей в ряду: лимонная > винная > молочная кислота > этиленгликоль.
Из анализа температурных зависимостей скоростей растворения установлено существование компенсационной зависимости в кинетике химического травления монокристаллов CdTe, СdxHg1-xTe, GaAs и InAs в исследуемых травильных композициях и показано, что она не зависит от природы полупроводникового материала. Высказано предположение, что такая зависимость может иметь место и в кинетике химического травления полупроводниковых соединений других классов.
С использованием данных изучения концентрационных зависимостей скоростей травления, результатов металлографического и профилографического анализов проведена оптимизация составов травителей по скоростям травления и шероховатости поверхности, а по данным кинетических исследований оптимизированны режимы процесса химико-динамического полирования. Предложены составы травителей для полирования поверхностей монокристаллов и методика совместного химического травления пленок CdTe и Сd0,22Hg0,78Te.
Разработаны и оптимизированы составы травильных композиций и режимы контролируемого удаления тонких пленок для вытравливания окон на слоях CdTe, сформированных на поверхности эпитаксиальных пленок твердых растворов Сd0,22Hg0,78Te. Соответствующая методика опробована на заводских образцах и применена в процессе создания рабочих элементов ИЧ-фотоприемников.
Ключевые слова: химическое взаимодействие, травление, полирование, поверхность, травильные композиции, теллурид кадмия, твердый раствор, арсенид галлия, арсенид индия.
SUMMARY
Lukiyanchuk Е.М. “Interaction of CdTe, CdxHg1-xTe, GaAs and InAs with H2O2-mineral acid-solvent water solutions” - Manuscript.
Thesis for obtaining the scientific degree of candidate of chemical sciences. Speciality - 02.00.21 - chemistry of solid state. - I.M. Frantsevych. Institute for Problems of Materials Science of NAS of Ukraine, Kyiv, 2007.
Thesis is devoted to the investigation of the chemical interaction of CdTe, Сd0,22Hg0,78Te, GaAs and InAs with H2O2-HNO3, H2O2-H3PO4, H2O2-H2SO4, H2O2-HCl and H2O2-HNO3(HCl)-organic solvent water solutions (ethylene glycol, lactic, tartaric and citric acids were used as the organic solvents). The kinetics and the mechanism of the chemical dissolution processes were investigated using the reproducible hydrodynamic conditions. The surfaces of equal dissolution etching rate for all systems (28 Gibbs diagrams) were constructed using mathematical planning of the experiment and the limits of polishing, unpolishing and selective solutions were determined. The dependences of the dissolution rate versus temperature and velocity of the solution intermixing were established and the limiting stages of the process were fixed.
It was shown that the nature of the dissolution rate concentration dependences of the investigated semiconductor compounds in the water solutions H2O2-HNO3 (H2SO4, H3PO4) could be determined by the formation of the HNO4, H2SO5 and H3PO5 peroxyacids. The influence of the mineral acid and the solvent nature (the existence of the certain number of carboxyl groups in the organic acid) on the dissolution rate of the CdTe, Сd0,22Hg0,78Te, GaAs and InAs single crystals, the polishing properties of the solutions and the quality of the treated surface were recognized. The surface condition after chemical etching (the microstructure and roughness) was investigated.
It was established that the Gibbs diagrams for GaAs and InAs, CdTe and СdxHg1-xTe in the compositions H2O2-HNO3(HCl)-solvent are similar with each other. This indicates on the one-type dissolution mechanism (limitation by the dissolution of anion sublattice of arsenic or tellurium).
The existence of the compensation dependence in the chemical etching kinetics of the CdTe, СdxHg1-xTe, InAs and GaAs single crystals in the investigated etchant compositions was established using the temperature dependences of the dissolution rate.
There were optimized the polishing compositions in the investigated systems and developed the methods and technological procedures of the modification and preparation of the polished surfaces of the single crystals using the chemical dynamic polishing method. The procedure of the simultaneous etching of the CdTe and Сd0,22Hg0,78Te films was developed also.
Keywords: chemical interaction, etching, polishing, surface, etching compositions, cadmium telluride, solid solution, gallium arsenide, indium arsenide.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Методи уловлювання діоксиду вуглецю з димових газів котельної. Очищення водними розчинами етаноламінів. Фізична абсорбція органічними розчинниками. Вибір схеми автоматичного контролю і регулювання технологічного процесу регенерації насиченого карбоната.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 28.05.2014Гліцин як регулятор обміну речовин, методи його отримання, фізичні та хімічні властивості. Взаємодія гліцину з водою, реакції з розчинами основ та кислот, етерифікація. Ідентифікація гліцину у інфрачервоному спектрі субстанції, випробування на чистоту.
практическая работа [68,0 K], добавлен 15.05.2009Сірчана кислота як один з основних багатотоннажних продуктів хімічної промисловості, її застосування в різних галузях народного господарства. Взаємодія сірчаної кислоти з металами та неметалами, солями та водою. Сировина для виробництва сірчаної кислоти.
реферат [32,0 K], добавлен 11.11.2010Характеристика поняття розчинів - гомогенних (однорідних) систем, що складаються з двох і більше компонентів і продуктів їх взаємодії. Теорія електролітичної дисоціації - розпаду електролітів на іони під час розчинення їх у воді. Теорії кислот і основ.
реферат [16,2 K], добавлен 25.04.2010Властивості речовин для обробки паперу, що збільшують стійкість графітних написів. Огляд компонентів для обробки паперу. Варіанти стійких до стирання водостійких чорнил. Взаємодія сполук та хімічних реактивів для написів, особливості їх видалення.
презентация [1,9 M], добавлен 09.11.2014Класифікація сировини за походженням, запасами, хімічним складом та агрегатним станом. Методи збагачення сировини. Повітря та вода – сировина для хімічної промисловості. Механічні, хімічні та фізико-хімічні методи промислової водопідготовки.
реферат [60,7 K], добавлен 01.05.2011Основи електролізу водних розчинів хлориду натрію діафрагмовим методом. Фізико-хімічні основи технологічного процесу виробництва каустичної соди. Електроліз водних розчинів хлориду натрію мембранним методом з твердим катодом. Проблемні стадії виробництва.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 17.02.2015Сполуки, до складу яких входять атоми Гідрогену. Водні розчини кислот та негативні іони і їх концентрація та класифікація за різними критеріями. Номенклатура кислот і реакції іонної обмінної взаємодії. Утворення малодисоційованої сполуки, азотна кислота.
контрольная работа [69,2 K], добавлен 12.12.2011Найважливіші природні сульфати, якісна реакція на сульфат-іон. Застосування сульфатної кислоти і сульфатів в промисловості. Хімічні та фізичні властивості сульфатної кислоти, її взаємодія з металами. Розклад цукру і целюлози під дією сульфатної кислоти.
презентация [688,5 K], добавлен 30.10.2013Основні методи обробки та регулювання властивостей глинистих матеріалів. Аналіз використання адсорбентів на основі алюмосилікатів для очистки вуглеводневих сумішей та поглинання нафтопродуктів. Визначення сорбційної здатності модифікованого сапоніту.
дипломная работа [3,6 M], добавлен 20.05.2017Біологічно активні вітаміноподібні сполуки. Структурні компоненти вітамінів. Здатність синтезуватися у тканинах. Інозитол. Карнітин. Ліпоєва кислота. Параамінобензойна кислота. Біофлавоноїди. Пангамова кислота. Оротова кислота. Убіхінон. Вітамін U.
реферат [389,0 K], добавлен 04.12.2008Поняття про неводні розчини, їх класифікація та деякі властивості. Класифікація Кольтгофа за кислотно-основними властивостями, по здатності до утворення водневого зв'язку, участю в протонно-донорно-акцепторній взаємодії. Реакції в основних розчинниках.
курсовая работа [753,7 K], добавлен 03.11.2014Дослідження явища хімічних зв’язків - взаємодії між атомами, яка утримує їх у молекулі чи твердому тілі. Теорія хімічної будови органічних сполук Бутлерова. Характеристика типів хімічного зв’язку - ковалентного, йодного, металічного і водневого.
презентация [950,3 K], добавлен 17.05.2019Основи теорії атмосферної корозії. Гальванічний спосіб нанесення цинкового покриття. Лакофарбові покриття. Методи фосфатування поверхні перед фарбуванням. Методика визначення питомої маси, товщини, адгезійної міцності та пористості. Розрахунок витрат.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 24.03.2013Синтез S-заміщеного похідного 2-метил-4-меркапто-8-метоксихіноліна та вивчення їх фізико-хімічних властивостей. Прогноз можливих видів їх біологічної дії за допомогою комп’ютерної програми PASS. Залежність дії синтезованих сполук від хімічної структури.
автореферат [38,4 K], добавлен 20.02.2009Азотная кислота – одна из важнейших минеральных кислот. По объему производства в химической промышленности занимает 2 место после серной кислоты. Азотная кислота широко применяется для производства продуктов для промышленности и сельского хозяйства.
курсовая работа [122,5 K], добавлен 04.01.2009Структура азотной кислоты. Безводная азотная кислота. Дымящая азотная кислота. Строение кислоты с МВС. Нитроний-ион. Соли нитрония. С метода молекулярных орбиталей нитрония-иона.
курсовая работа [46,2 K], добавлен 02.07.2002Методи роботи в лабораторії. Функції і призначення хімічного посуду. Визначення концентрації розчинів різними способами. Приготування титрованих розчинів. Ваги у хімічній лабораторії. Виконання модельних експериментів. Основні прийоми роботи в Mathcad.
отчет по практике [109,4 K], добавлен 06.12.2010Основні поняття про розчин. Розчинність рідин. Класифікація, концентрація розчинів та техніка їх приготування. Розрахунки при приготуванні водних розчинів. Фіксанали. Титрування. Неводні розчини. Фільтрування та фільтрувальні матеріали. Дистиляція.
реферат [19,0 K], добавлен 20.09.2008Практична користь хімічної науки для виробництва сировини. Засоби, що використовуються хімією для розвідування і застосування дешевої сировини і видів альтернативних сировинних матеріалів. Специфіка застосування деревини і продуктів її переробки.
реферат [283,5 K], добавлен 28.04.2010
