In carbide Pii unius processus cristalli incrementi, vapor corporis oneraria est modus industrialisi venae amet. Pro incrementi methodo PVT;Pii carbide pulverismagnam vim habet in processu incrementi. Omnes parametriPii carbide pulverisdirecte afficiunt qualitatem unius cristalli incrementi et electrica proprietates. In hodiernis applicationibus industriae, quae vulgo adhibeturPii carbide pulverissynthesis processus est methodus synthesis sui ipsius propagandi summus temperatus.
Summus temperatura auto-propaganda synthesis methodo caliditas utitur ut reactants initialis caloris ad chemicae motus committitur, et tunc sua chemica reactione utitur calor ut substantias unreactatas pergat ad perficiendam chemicam reactionem. Cum autem motus chemica Si et C minus calorem remiserit, alia reactants addenda sunt ad reactionem conservandam. Ideo multi scholares methodum synthesim sui propagandi emendatam in hoc fundamento proposuerunt, activum introducentes. Methodus sui propagandi facilis est ad efficiendum, et variae syntheses parametri facile stabiliter moderantur. Magna magna synthesis industrialisationi necessitatibus occurrit.
Ut primo MCMXCIX, Bridgeport usus sui propagandi summus temperatus synthesis methodo synthesisSic pulverissed utebatur ethoxysilane et resina phenol crudis, quae pretiosa erat. Gao Pan et alii puritatem Si pulveris et C pulveris tamquam materiae rudis ad synthesin adhibebantSic pulverisper altum-caliditas reactionem in argonis atmosphaera. Ning Lina magna-particulaSic pulverisper synthesin secundarium.
Media frequentia inductio fornacis calefactionis a Secundo Instituti Instituti Sinarum Electronics Technology Group Corporation aequabiliter miscet pulveris siliconis et carbonis pulveris in quadam ratione stoichiometrica et in graphite uasculo ponit. Thegraphite uasculumponitur in inductione media-frequency fornax calefactionis ad calefactionem, et ad mutationem temperaturae componendam et transfigurandam adhibenda est humilitas temperaturae phase et summus temperatura phase siliconis carbidi respective. Cum temperatura β-SiC synthesis reactionis in humili temperatura phase inferiore est quam volatilisation temperatus Si, synthesis β-SiC sub alto vacuo bene curare potest seipsum propagationem. Methodus argonis, hydrogenii et HCl gasi in synthesi α-SiC introducendi, vetat compositionem.Sic pulverisin scaena summus temperatus, et efficaciter ad NITROGENIUM contentum in α-SiC pulveris reducere potest.
Shandong Tianyue synthesim fornacem designavit, gas silane utens ut materia rudis et carbonis pulveris carbonis materia rudis. Moles materiae rudis gasi introductae per methodum synthesim duplicem gradatim adaptata est, et ultima particula carbida siliconis summatim inter 50 et 5 000 um erat.
I Control factores pulveris processus synthesis
1.1 Effectus pulveris particulae magnitudinis in cristallum incrementum
Magnitudo particulae carbidi Pii pulveris maximam vim habet in incremento unius crystalli sequentis. Incrementum unius crystalli SiC per methodum PVT maxime obtinetur mutando rationem molarem siliconis et carbonis in periodo gasi componente, et ratio molaris siliconis et carbonis in periodo gasi comparatur ad particulam magnitudinem pulveris carbidi pii. . Tota pressio et ratio silicon-carbona incrementum systematis crescentis cum diminutione particulae magnitudinis. Cum magnitudo particula ab 2—3 mm ad 0.06 mm decrescat, ratio silicon-carbonis crescit ab 1.3 ad 4.0. Cum particulae aliquatenus parvae sunt, pressio Si partialis crescit, iacuit cinematographicum Si in superficie crystalli crescentis formatur, incrementum gas- solidum solidum inducens, quod polymorphismum, punctum defectus et defectus lineae afficit. in crystallo. Ideo particula magni- pu- pii carbide pulveris magnitudine bene temperata esse debet.
Praeterea, cum magnitudo particularum pulveris SiC est relative parva, pulvis citius corrumpitur, ex nimia incremento unius crystallorum SiC. Hinc, in summus temperaturae ambitus SiC unius crystalli incrementi, duo processus synthesis et compositionis simul peraguntur. Silicon carbida pulveris putrescit et carbonem in periodo gasi et phase solido componet ut Si, Si2C, SiC2, ex gravi carbonizatione pulveris polycrystallini et formatio inclusionum carbonis in crystallo; at contra, cum rate compositionis pulveris relative velocis sit, crystalli structurae adultae SiC unius crystalli proclivis est ad mutationem, difficilem qualitatem adulti SiC unius crystalli temperare.
1.2 Effectus pulveris crystallini in cristallum incrementum
Incrementum unius crystalli SiC per PVT methodum est processus sublimationis recrystallizationis in caliditas. Forma crystalli SiC materia rudis momenti in cristallo incrementum habet. In processu pulveris synthesis humilis temperaturae synthesis phase (β-SiC) cum structura cubica cellae unitatis et summa temperaturae synthesis phase (α-SiC) cum hexagonali structura cellulae unitatis principaliter producta erit. . Pii multae sunt formae cristalli carbide et temperaturae angustae temperantiae patens. Exempli gratia, 3C-SiC transformabit in carbidam carbidam pii hexagonalem, ie 4H/6H-SiC, in temperaturis supra 1900°C.
In processu unius cristalli incrementi , cum β-SiC pulvis crystallis crescere adhibetur , ratio molaris pii-carbonis maior est quam 5.5 , cum α-SiC pulvis crystallis crescere soleat , ratio molaris silicon-carboni est 1.2. Cum temperatura oritur, phase transitus fit in cacabulo. Hoc tempore, ratio molaris in gas phase maior fit, quae ad cristallum incrementum non conducit. Praeterea aliae immunditiae gasi periodi, incluso carbonis, siliconis, et dioxidis pii, facile generantur in periodo processus transitus. Horum immunditiarum praesentia facit ut crystallum generant microtubes et evacuationes. Ideo forma crystalli pulveris presse coerceri debet.
1.3 Effectus pulveris immunditiae in cristallum incrementum
Immunditia contenta in pulvere SiC tangit spontaneam nucleationem in cristallo augmento. Quo contenta immunditia, eo minus probabile est crystallum sponte nucleare. SiC enim sordes metallicae praecipuae includunt B, Al, V, et Ni, quae in processu pulveris siliconis et carbonis pulveris in instrumentis dispensandis introduci possunt. Inter eos, B et Al principales sunt gradus energiae tenuium acceptorum sordes in SiC, consequens diminutionem resistivity SiC. Aliae immunditiae metallicae multae energiae gradus, inde in instabiles electricae proprietates singularum crystallorum SiC in calidis temperaturis, maiorem impulsum habent in electricis proprietatibus altae puritatis semiinsulantes singulae cristallinae subiectae, praesertim resistivity. Summus igitur pu- pii carbide pulveris quam maxime componi debet.
1.4 Effectus nitrogenii contentus in pulveris in cristallum incrementum
Plana contentorum NITROGENIUM resistivity unius cristalli subiecti determinat. Maiores artifices necesse est ut in synthetica materia synthetica NITROGENIUM reprimant intentionem accommodare secundum processum cristalli maturitatis in synthesi pulveris. Summus puritas semi-insulans carbide siliconis singulae cristallinae subiectae sunt praestantissimae materiae pro nucleo militari electronicarum partium. Ut summus puritas semiinsulans unico crystallo subiectat cum magna resistivitate et excellentibus electricis proprietatibus crescat, contentum principale immunditiae nitrogenii in subiecto subiectae ad humilem regenda est. Unius cristallinae subiectae conducit, contentum nitrogenium requirunt ad refrenandum in relative alta intentione.
2 Key imperium technology pro pulveris synthesis
Ob diversos usus ambitus carbidi pii substrato, synthesis technologiae pro incrementi pulveres etiam diversos processus habet. Ad N-typum conductivum unius cristalli incrementi pulveres, altae immunditiae puritatis et una pars requiruntur; dum pro semi-insulatione unius cristalli incrementi pulveris, stricta moderatio contenti NITROGENII requiritur.
2.1 pulveris particulae magnitudine imperium
2.1.1 Synthesis temperatus
Alias processus condiciones immutatas servantes, SiC pulveres in synthesi temperaturas 1900 ℃, 2000℃, 2100, et 2200℃ gustatos et enucleatos fuisse. Ut in Figura 1, videri potest particulam quantitatem 250~600 µm ad 1900 esse, et particula magnitudo ad 600~ 850 µm ad 2000 augetur, et particula signanter mutat. Cum temperatura pergit ad 2100 surgere, particula magnitudo pulveris SiC 850~2360 µm est, et incrementum ad lenitatem tendit. Particula magnitudo SiC ad 2200 ℃ stabilis est circiter 2360 µm. Augmentum in synthesi temperaturae ab 1900 effectum positivum in particula SiC magnitudine habet. Cum temperatura synthesis augere pergit ab 2100 ℃, magnitudo particula non amplius mutat signanter. Cum igitur temperatura synthesis ad 2100 posita sit, maior particula magnitudinis in inferiori energiae consummatione summari potest.
2.1.2 Synthesis tempore
Aliae condiciones processus immutata manent, ac synthesis temporis 4 h, 8 h, 12 h statuitur respective. Pulvis generatus SiC analysi sampling in Figura demonstratur 2. Inventum est synthesis tempus notabilem effectum habere in particula SiC magnitudine. Cum synthesis tempus est 4 h, particula magnitudo maxime distribuitur in 200 µm; quando synthesis tempus est 8 h, synthetica particula signanter auget, maxime circa 1 000 µm distribuitur; cum synthesis temporis crescere pergit, particulae magnitudo amplius crescit, maxime circiter 2 000 µm distribuitur.
2.1.3 Influentia materiae rudis quantitatis
Cum productio materiae siliconis domestica catena gradatim melioratur, puritas materiarum siliconum etiam amplius augetur. Nunc, materies Pii in synthesi adhibita maxime dividuntur in pii granulosi et pulveris Pii, ut in Figura III.
Pii variae materiae rudis adhibitae sunt ad experimenta synthesis carbide pii deducenda. Comparatio syntheticorum productorum in Figura demonstratur 4. Analysis ostendit, cum impedimentum materiae rudis Pii adhibens, magnam quantitatem Si elementorum in facto inesse. Post scandalum Pii secundo opprimitur, elementum Si in producto synthetico signanter reducitur, sed adhuc exstat. Denique Pii pulveris ad summam synthesim adhibetur, et solum in facto SiC adest. Causa gignendi, magna-magnitudo siliconis granularis summae synthesis reactionem primum subire debet, et carbida pii in superficie componitur, quae prohibet internum Si pulverem longius cum C pulvere coniungi. Si ergo clausus Pii adhibeatur ut materia rudis, opprimi necesse est et deinde processus secundae synthesis subici, ut carbide pulveris pii crystalli incrementum obtineat.
2.2 crystallus pulveris forma control
2.2.1 Synthesis temperatus influentia
Alias processus condiciones non immutatas servet, synthesis temperatus 1500℃, 1700℃, 1900℃, 2100℃, ac genitus pulveris SiC gustatus et resolvitur. Ut patet in Figura 5, β-SiC est luteum terrenum, et α-SiC colore levius est. Cum colorem et morphologiam pulveris synthesised observando, determinari potest productum summatim esse β-SiC ad temperaturae 1500℃ et 1700℃. Ad 1900, color levior fit, et particulae hexagonales apparent, indicans quod post caliditatem ad 1900℃ ascendat transitum, et partem β-SiC converti in α-SiC; cum temperatura pergit ad 2100℃ surgere, deprehenditur particulas summatim diaphanas esse, & α-SiC radicaliter conversas esse.
2.2.2 Effectus synthesis tempore
Aliae condiciones processus immutata manent, ac synthesis temporis 4h, 8h et 12h ponitur respective. SiC genitus pulveris per diffractometer gustatum et resolvitur (XRD). Proventus in Figura monstrantur 6. Synthesis tempus quamdam influentiam in producto per SiC pulvere perstringitur. Cum synthesis tempus sit 4 h et 8 h, productum syntheticum est maxime 6H-SiC; cum synthesis tempus sit 12 h, 15R-SiC in producto apparet.
2.2.3 Rationis rudis materia
Alii processus immutata manent, quantitas substantiae carbonis carbonis evolvitur, ac rationes 1.00, 1.05, 1.10 et 1.15 pro experimentorum synthesi respective sunt. Eventus in Figura VII monstrantur.
Ex spectro XRD, videri potest, cum proportio silicon-carbon 1.05 major sit quam 1.05, excessus Si in facto apparet, et cum ratio pii carbonis minor est quam 1.05, apparet excessus C. Cum ratio silicon-carbonis 1.05 sit, carbo gratuitus in producto synthetico radicaliter removetur, et silicon liberum nullum apparet. Summa ergo proportio ratio silicon-carbonis debet esse 1.05 ad summam puritatem SiC componendam.
2.3 Imperium humilis NITROGENIUM contentus in pulveris
2.3.1 Synthetica rudis materiae
Materies rudis in hoc experimento altae sunt puritatis carbonis pulveris et summus puritatis pii pulveris cum diametro mediana 20 µm. Ob earum parvam particulam magnitudinem et magnas superficiei specificas, facile sunt in aere N2 absorbere. Cum pulveris componendo, in formam pulveris crystalli deducetur. Ad cristallum genus incrementum N2, inaequale doping of N2 in pulvere, ad resistentiam cristalli inaequabilem ducit, ac etiam in forma crystalli mutatur. NITROGENIUM contentum pulveris synthetici post hydrogenii introductum est signanter humilis. Hoc est, quia molecularum hydrogenii volumen parvum est. Cum in N2 adsorbetur pulvis carbonis et pulveris pii calefacti et a superficie resoluti, H2 in hiatum inter pulveres cum parvo volumine plene diffunditur, repositoque positione N2, et N2 e uasculo in processu vacuo evadit; assequendum contentus NITROGENIUM removendum.
2.3.2 Synthesis processus
Per synthesin pulveris carbidi pii, cum radius atomorum carbonis et atomorum nitrogeni similis sit, NITROGENIUM in carbide silicone vacantes carbones restituet, contentum nitrogenium augens. Hic processus experimentalis modum inducendi H2 adoptat, et cum elementis carbonis et siliconis reagit H2 in synthesi uasculo ad generandos vapores C2H2, C2H, et SiH. Elementum carbonis contentum auget per phaselus gasi transmissionis, unde vacationes carbonis minuendo. Propositum nitrogenium tollendi effectum est.
2.3.3 Processus background nitrogenium content control
Graphitae uasculae cum magna porositate adhiberi possunt ut fontes additi C ad trahendum Si vaporem in componentibus gasismi, reducere Si in partes gas phase, et sic augere C/Si. Eodem tempore, graphicae uasculae possunt etiam agere cum atmosphaera Si2C, SiC2 et SiC, quae aequiparantur atmosphaera Si ferentes C fontem e graphico uasculo in atmosphaeram incrementum, rationem C augentes, ac etiam proportio carbonis silicon-crescens. . Ergo ratio carbon-silicon augeri potest adhibitis graphitis phialas magna porositate, vacationes carbonis minuendo et ad finem assequendum nitrogenium tollendum.
3 Analysis et explicatio processus synthesis crystalli unius pulveris
3.1 Principium et consilium processus synthesis
Per praefatum studium comprehensivum moderatio particulae magnitudinis, formae crystallini et nitrogenii summae pulveris synthesis, processus synthesis proponitur. Summus puritas C pulveris et Si pulveris eliguntur, et aequaliter miscentur et in cacabum graphite onerantur secundum rationem pii carbonis 1.05. Processus gradus principaliter dividitur in quattuor gradus;
1) Processus denitrificationis low-temperatus, evacuans ad 5×10-4 Pa, tum hydrogenium introducens, pressionis camerae circiter 80 kPa faciens, pro 15 min et quater repetens. Hic processus elementa nitrogenium in superficie carbonis pulveris et pulveris Pii tollere potest.
2) Processus denitrificationis summus temperatus, evacuans ad 5×10-4 Pa, deinde ad 950 calefaciens, ac deinde hydrogenium inducendum, pressionis cubiculi circiter 80 kPa faciens, pro 15 min et quater repetens. Hic processus elementa nitrogenium in superficie pulveris carbonis et pulveris pii removere potest, et nitrogenium in campo caloris eicere.
3) Synthesis processus Phase temperatus humilis, evacuare ad 5×10-4 Pa, deinde ad 1350 calefacere, serva per 12 horas, tum hydrogenium ad cubiculi pressuram circiter 80 kPa introducendum, habe ad 1 horae. Hic processus NITROGENIUM volatilis inter synthesim processum removere potest.
4) Synthesis ex processu periodo calidissimae, replete cum quodam volumine gasi profluente ratione optimae puritatis hydrogenii et argonis mixti gasi, fac pressionis cubiculi circiter 80 kPa, temperaturam ad 2100℃ excita, per 10 horas custodi. Hic processus transformationem carbidi Pii ab β-SiC ad α-SiC perficit et incrementum particularum cristallinae perficit.
Denique exspecta gazophylacium temperatura ut refrigerium ad cella temperiem, ad pressuram atmosphaericam imple, et pulverem extrahe.
3.2 pulveris processus post-processus
Pulvis, cum supra processum componitur, post-processum est ut carbo, silice et aliis metallis immunditiam removeat et particulam magnitudinem obtegat. Primum, puluis summatim perstringitur, in globo molae ad opprimendum collocatur, et carbida pii contrita in fornace obvoluta ponitur, et ad 450°C ab oxygenio calefacta. Liberum carbo carbonis in pulvere oxiditur per calorem ad generandum gasi carbonii dioxidum, quod e conclavi effugit, ita amotionem gratuiti carbonis obtinens. Postea liquor acidicus purgatio praeparatur et ponitur in particula carbide pii machina purganda ad purgandum carbonem, silicon et residua metalli immunditia in synthesi processu generata. Postea acidum residua aqua pura lavatur et siccatur. Pulvis exsiccatus obumbratur in tegumentum pulsum pro particula magnitudinis delectu pro incremento crystalli.
Post tempus: Aug-08-2024