PRACA DOKTORSKA Zale noÅÄ wÅasnoÅci strukturalnych ...

More documents

Recommendations

Info

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
(a) Kulki w łożyskach wykonane z ceramiki opartej na azotkukrzemu mogą w niektórych przepadkach skutecznie zastąpićkulki metalowe. Takie kulki są mało podatne na korozję i bardzoodporne na zcieranie mechaniczne. Dzięki temu możnarozwiązać wiele problemów wynikających z tego, że zazwyczajłożyska poddawane są działaniu znacznych sil. Łożyska zkulkami z azotku krzemu produkowane są na przykład przezfirmy Cremer Forschungsinstitut GmbH i ESK(Elektroschmelzwerk Kempten) GmbH (Niemcy).(b) Ceramika wykonana z azotku krzemu nadaje się doprodukowania zaworów dla silników spalania wewnętrznego.Odporność na szok termiczny i zniszczenie pozwala temumateriałowi znakomicie sprawdzać się w ekstremalnychwarunkach pracy. Zawory te są produkowane przez firmęCremer Forschungsinstitut GmbH (Niemcy).(c) Dla zabezpieczenia przed mechanicznymi uszkodzeniami ikorozją powierzchni słonecznych baterii są one pokrywanecienką warstwą azotku krzemu. Warstwy takie nakładane sąmetodą CVD (chemical vapour deposition). Przykładowotechnologia ta jest używana przez firmę. Deutsche Geselleshaftfür oberflächen Technik (Niemcy).(d) Wirniki ceramicznych turbin działających w warunkachwysokiej temperatury wykonywane są z Si 3 N 4 i włóknaszklanego za pomocą technologii HIP (hot isostatic pressing).Wirniki takie produkowane są przez firmę ABB Cerama AB(Szwecja).Rysunek I.1.2. Przykłady komercyjnego zastosowania azotku krzemu (informacja i fotografie wzięteze strony Design inSite, adres: www.designinsite.dk).3
Page 1 and 2: Instytut Fizyki Polskiej Akademii N
Page 3 and 4: StreszczenieNiniejsza praca doktors
Page 5 and 6: Spis treściRozdział I. Wstęp ·
Page 7: ROZDZIAŁ I. WstępI.1. Własności
Page 11 and 12: Tabela I.2.1. Współrzędne atomó
Page 13 and 14: Tabela I.4.1. Współrzędne atomó
Page 15 and 16: I.5. Własności elastyczne azotkó
Page 17 and 18: 21 Lee Y, Watanabe T, Sato J, Takat
Page 19 and 20: Rozdział II. Cel pracyWłasności
Page 21 and 22: Metoda pomiarowa Bragga-Brentano je
Page 23 and 24: III.3. Technika badań dyfrakcyjnyc
Page 25 and 26: III.4. Techniki dyfrakcyjne zastoso
Page 27 and 28: III.5. Techniki dyfrakcyjne zastoso
Page 29 and 30: Spis literatury do rozdziału III1
Page 31 and 32: Rysunek IV.1.2.1 Dyfraktogram zmier
Page 33 and 34: Zależności V(T) w podejściu Grü
Page 36 and 37: Obliczone parametry sieciowe dla az
Page 38 and 39: (a)(b)Rysunek V.1.2.1. Wynik udokł
Page 40 and 41: 0.420.41u0.400.390.380.370.360.350.
Page 42 and 43: V.2. Własności strukturalne i ela
Page 44 and 45: Rysunek V.2.1.2. Wyniki udokładnie
Page 46 and 47: Tabela V.2.1.4. Dane literaturowe o
Page 48 and 49: Tabela V.2.2.2. Zestaw udokładnian
Page 50 and 51: temperaturach stopiony ind daje efe
Page 52 and 53: obliczone ze stosunku c/a (wzór I.
Page 54 and 55: V.2.3. Zależność parametrów sie
Page 56 and 57: 3.545.703.535.69a [Å]3.523.51c [Å
Page 58 and 59:
Spis literatury do podrozdziałów
Page 60 and 61:
42 Stampfl C, Van de Walle CG, Dens
Page 62 and 63:
V.3. Własności strukturalne i ela
Page 64 and 65:
Tabela V.3.1.3. Dane literaturowe w
Page 66 and 67:
Rysunek V.3.1.2. Wyniki udokładnie
Page 68 and 69:
V.3.1.3. Własności γ-Si 3 N 4Faz
Page 71 and 72:
Tabela V.3.2.2. Zestaw udokładnian
Page 73 and 74:
Zależności zmian parametrów siec
Page 75 and 76:
a [Å](a)c/a7.6207.6177.6147.6117.6
Page 77 and 78:
a exp[Å]7.7387.7377.7367.7357.7347
Page 79 and 80:
V.4. Własności strukturalne i ela
Page 81 and 82:
Tabela V.4.1.4. Dane literaturowe e
Page 83 and 84:
Na podstawie przeprowadzonych oblic
Page 85 and 86:
V [Å 3 ](a)173.2173.0172.8172.6172
Page 87 and 88:
Wyznaczone przebiegi parametrów si
Page 89 and 90:
Spis literatury do podrozdziałów
Page 91 and 92:
Rozdział VI. DyskusjaW niniejszej
Page 93 and 94:
Tabela VI.2. Moduły ściśliwości
Page 95 and 96:
Tabela VI.4. Wartości modułu ści
Page 97 and 98:
Rozdział VII. Podsumowanie i wnios
Page 99 and 100:
Dodatek A. Zależność parametru s
Page 101 and 102:
Tabela A.2. Parametry siecze diamen
Page 103 and 104:
Dodatek B. Metoda Rietvelda, opis i
Page 105 and 106:
28πM j=3U2Czynnik L K:L KU22sin θ
Page 107 and 108:
gdzieAm- współczynniki wielomianu
Page 109 and 110:
2 2( − Y ) ⎤1⎡ Y1 ∑ io icσ
Page 111 and 112:
Dodatek C. Skróty przyjęte w prac
show all

PRACA DOKTORSKA Zale noÅÄ wÅasnoÅci strukturalnych ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?

PRACA DOKTORSKA Zale noÅÄ wÅasnoÅci strukturalnych ...