Hochratesynthese von Hartstoffschichten auf Siliciumbasis - Qucosa ...

4. Methodische Vorgehensweise
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Anforderungen an die Beständigkeit der Komponenten. Zudem besteht die Möglichkeit, insbesondere
bei niedrigen Substrattemperaturen, Chlor in die Schichtstruktur einzubauen.
Mit Siloxanen für die SiC und Silazanen für die Si-C-N Synthese stehen chlorfreie Single Precursoren
zur Verfügung (Tabelle 5). Die Disiloxane TMDSO und HMDSO liegen ebenso wie
die Disilazane TMDSZ und HMDSZ bei Raumtemperatur flüssig vor. Die Verbindungen mit
sechs Methylfunktionen und somit einem Si / C Verhältnis von 1:3 weisen höhere Siedepunkte
auf als die Verbindungen mit vier Methylfunktionen und einem Si / C Verhältnis von
1:2. In den Disilazanen beträgt das Si / N Verhältnis 1:0,5.
Das Nonamethyltrisilazan liegt unter Normalbedingungen im festen Zustand vor und weist
eine tetraedrische Molekülstruktur mit einem Si / C Verhältnis von 1:3 einem Si / N Verhältnis
von 1:0,33 auf, wobei die Siedetemperatur die Schmelztemperatur nur wenig übersteigt, so
dass es sich insbesondere zum Flashverdampfen eignet.
In kommerziell erhältlichen zyklischen Siloxanen und Silazanen ist das Si / C Verhältnis konstant
1:2 und in den Silazanen beträgt das Si / N Verhältnis jeweils 1:1. Somit bieten zyklische
Silazane einen relativ hohen Stickstoffanteil in einem Si-C-N Single Precursor. Allein
Hexamethylcyclotrisilazan liegt unter Normalbedingungen flüssig vor. Unter den zyklischen
Siloxanen ist nur das Hexamethylcyclotrisiloxan bei Normalbedingungen fest (Octamethyl-
cyclotetrasiloxan Tm = 17,5 °C, Tb = 175,5 °C; Pentamethylcyclopentasiloxan Tm = -108°C,
Tb = 168°C; Decamethylcyclopentasiloxan Tm = -44°C, Tb = 101°C; Dodecamethylcyclohexasiloxan
Tm = -3°C, Tb = 245°C). Das Pentamethylcyclopentasiloxan nimmt mit einem
Si / C und Si / O Verhältnis von jeweils 1:1 eine Sonderstellung ein.
Auch die linearen Siloxane mit bis zu 5 Siliciumatomen sind unter Normalbedingungen
flüssig. Mit steigender Kettenlänge nimmt das Si / O Verhältnis von 1:0,5 auf 1:0,8 ab. Enthalten
die Siliciumatome an den Kettenenden zwei Bindungen zu Methylgruppen und eine
weitere zu Wasserstoff, so ist das Si / C Verhältnis jeweils 1:2. Sind die Bindungen der Randatome
durch drei Methylgruppen abgesättigt, so nimmt das Si / C Verhältnis mit sinkender
Zahl der Siliciumatome von 1:2,4 für Dodecamethylpentasiloxan auf 1:3 für Hexamethyldisiloxan
ab.