PRACA DOKTORSKA Zale ność własności strukturalnych ...

Szczególną cechą tych materiałów jest krótkie, silne wiązanie, które sprzyja małej ruchliwościdyslokacji. Duża ruchliwość dyslokacji jest poważną przeszkodą w stosowaniu związków II-VI,konkurentów azotków, jako niebieskich i zielonych źródeł światła.Skonstruowanie diody laserowej, świecącej w trybie ciągłym promieniowaniem w zakresie światłaniebieskiego, przez S. Nakamurę i współpracowników z firmy Nichia [4] dało początek pracom nadskonstruowaniem stabilnych laserów dużej mocy działających w obszarze światła niebieskiego i wultrafiolecie. Takie lasery umożliwiają czterokrotny wzrost gęstości zapisu i odtwarzania informacji wstosunku do urządzeń wykorzystujących światło czerwone. Inne zastosowania laserów niebieskich tonp. bardzo precyzyjny druk, mierniki kształtów, wyświetlacze wielkoformatowe, diagnostykamedyczna.Rozwój technologii związków III-V, mimo wspomnianych korzyści w ich zastosowaniu, napotykana poważną przeszkodę w postaci braku powszechnie dostępnych, dopasowanych sieciowomateriałów podłożowych. Kryształy objętościowe GaN i InN nie mogą być otrzymywane metodamiCzochralskiego czy Bridgmana z roztworów stechiometrycznych z powodu bardzo wysokiejtemperatury topnienia. Przykładowo, ocenia się, że GaN topi się w temperaturze ok. 2500°C [8] iciśnieniu ok. 45 kbar [9]. Natomiast w ciśnieniu atmosferycznym GaN rozkłada się w temperaturzeokoło 1000°C, a InN pomiędzy 700 a 975 K w ciśnieniu atmosferycznym (zob. tab. 1 w pracy [10]).Dlatego technologia wzrostu monokryształów GaN i InN jest niezwykle trudną.Azotek krzemu jest najbardziej znanym i stosowanym azotkiem IV-V. W ostatnich latach znalazłszerokie zastosowanie w przemyśle. Związane jest to z jego licznymi użytecznymi własnościamifizycznymi takimi jak: niska gęstość, odporność na wpływ wysokich temperatur, niskieprzewodnictwo elektryczne, odporność na szok termiczny, odporność na zdarcie, odporność nautlenianie, trwałość mechaniczna.Azotek krzemu używany jest jako materiał dla produkcji ruchomych elementów silników imechanizmów, elementów turbin, łożysk, narzędzi dla skrawania i cięcia metali. Rysunek I.1.2ilustruje wybrane przykłady komercyjnego zastosowania Si 3 N 4 . W opisach zastosowań w literaturzezwykle nie jest podawany typ odmiany polimorficznej (α, β lub ich mieszanina). Typ odmiany wtakich zastosowaniach prawdopodobnie nie zawsze ma znaczenie ze względu na zbliżone własnościtych faz.Cienkie warstwy Si 3 N 4 mogą służyć jako warstwy dielektryczne w półprzewodnikach typu metalizolator (MIS, metal-insulator–semiconductors) [11], [12], [13] i typu metal-azotek tlenek (MNOS,metal-nitride-oxide-semiconductors) [14] oraz mogą być używane jako bariery dyfuzyjne i chronićwarstwy wewnętrzne przed utlenianiem. [15].Przewodność elektryczna azotku krzemu może być w dużym zakresie modyfikowana poprzezdodawanie określonych domieszek [16]. Dodatkowo istnieje możliwość zastosowania Si 3 N 4 jakomateriału warstw ochronnych dla urządzeń elektronicznych, dla zwiększenia odporności napromieniowania jonizujące oraz jako elementy strukturalne zintegrowanych urządzeń optycznych[17].W przeciwieństwie do azotku krzemu, dla Ge 3 N 4 nie proponowano dotąd licznych zastosowań. Zewzględu na właściwości fizyczne materiał ten nadaje się do zastosowań w fotodiodach,radiowzmacniacziach, optyce światłowodowej oraz jako warstwy ochronne różnego rodzaju [18].Dodatkowo istnieje możliwość użycia tego materiału jako składnika półprzewodników MIS FET(metal-insulator-semiconductor field effect transistors) [19] i jako materiału na katody w bateriachlitowych [20]. Ge 3 N 4 jest perspektywicznym materiałem do zastosowania jako fotokatalizator, orazjako katalizator przy reakcji rozkładu wody [21] [22].2