PRACA DOKTORSKA Zale ność własności strukturalnych ...

Tabela VI.2. Moduły ściśliwości azotków grupy III o strukturze wurcytu (dane reprezentatywne).Faza B 0 , GPa technika badawcza ReferencjaBN 390(3) eksp. - dyfrakcja rentgenowska [9] (1993)390 teoria[10] (1991)AlN 207.9(6.2) eksp. - dyfrakcja rentgenowska [11] (1992)209 teoria12] (2000)GaN 237(31) eksp. - dyfrakcja rentgenowska [13] (1994)201 teoria[14] (2002)InN 136.9(1.1) eksp. - dyfrakcja rentgenowska obecny wynik144 teoria[14] (2002)Porównanie własności elastycznych azotków grupy IV przeprowadzono dla faz α i β azotkówkrzemu i germanu a także dla γ-Si 3 N 4 . Na rysunkach VI.3 i VI.4 pokazano eksperymentalniewyznaczone zależności objętości względnej V/V o i współczynnika rozszerzalności termicznej tychmateriałów od temperatury, odpowiednio. Przedstawione krzywe reprezentują wyniki dopasowania zapomocą modelu Debye’a-Grüneisena danych eksperymentalnych otrzymanych w niniejszej pracy.Rozszerzalność termiczna spinelowego azotku krzemu jest największa w grupie polimorficznychodmian Si 3 N 4 . Fazy α i β azotku krzemu mają małą rozszerzalność i bardzo podobną zależność α V odtemperatury - rozszerzalność dla fazy α jest marginalnie większa. Zbadane fazy azotku germanu mająwiększą rozszerzalność niż fazy α- i β-Si 3 N 4 . W obszarze niskich temperatur (100 – 450 K) α V fazy α-Ge 3 N 4 jest wyraźnie większa niż fazy β – ze względu na większą niepewność, opisaną w rozdzialeV.4.2, krzywa ta przedstawiona jest linią przerywaną. Wynikiem tej niepewności może być znacznybłąd w określenia temperatury Debye’a dla tego materiału. Wartości rozszerzalności termicznej wtemperaturze 298 K i obliczona temperatura Debye'a dla zbadanych faz pokazano w tabeli VI.3. Dlafaz α-Si 3 N 4 i α-Ge 3 N 4 stosunek osiowy c do a z wzrostem temperatury nie zmienia się, a dla fazβ-Si 3 N 4 i β-Ge 3 N 4 rośnie, co oznacza występowanie niewielkiej anizotropii rozszerzalności. Wniniejszej prasy nie stwierdzono istotnych zmian położeń atomowych temperaturą dla tych czterechzwiązków.Eksperymentalnie określone równanie stanu dla azotków fazy α i β-Ge 3 N 4 za pomocą modeluBircha-Murnaghana, pozwoliło na wyznaczenie modułu ściśliwości tych materiałów. Wartość B 0 dlaα-Ge 3 N 4 wynosi 208.0(6.6) GPa, a dla β-Ge 3 N 4 - 192.5(3.5) GPa one są najmniejsze wśród innychazotków tej grupy (zob. tabela VI.4). Fazy γ-Si 3 N 4 i γ-Ge 3 N 4 mają największą wartość modułówściśliwości pośród przedstawionych materiałów z tej grópy.Tabela VI.3. Wyznaczone w niniejszej pracy objętościowa rozszerzalność termiczna (w temperaturze 298 K) itemperatura Debye'a azotków pierwiastków grupy IV.Faza α V , K -1 Θ D , Kα-Si 3 N 4 3.747x10 -6 1424β-Si 3 N 4 3.554x10 -6 1531γ-Si 3 N 4 8.973x10 -6 1500α-Ge 3 N 4 (6.229x10 -6 ) (889)β-Ge 3 N 4 4.664x10 -6 1301γ-Ge 3 N 4 brak danych brak danych87