23. Аморфты қабатты күлгін разрядта орналастыру.
Аморфты қабаттың газтәріздес заттың немесе газды қоспаның күлгін разрядта бөлшектенуі арқылы алынуы плазма-химия әдісіне жатады. Бұл әдісті көбінесе өндірсте қолданыс тапқан. Плазма – жоғары иондалған газ. Плазманың құрамы иондар мен электрондардың әртүрлі қозғалысымен анықталады. Плазмада электрондардың температурасы иондар температурасына қарағанда төрт есе жоғары болады.Күлгін разряд кейбір бекітілген көлемде немесе трубкада газ ағыны төменгі қысым (~10 Па) кезінде, егер электродтарға жүздеген вольт кернеу берілсе пайда болады. Газдық фазада электрон және ион концентрациясы күлгін разрядта ~ 1010 см-3 құрайды. Электрон энергиясы 1-10эВ жуықтайды, бұл 30-300 рет орташа термиялық ион энергиясынан артық. Электрондар жоғарғы қозғалысқа ие болғандықтан көптеген химиялық байланыстар үзіледі, осыған орай химиялық реакциалар салыстырмалы төмен температурада жүреді. 3.4-суретте қондырғының эксперименттік сызбасы көрсетілген.
3.4.-сурет. Аморфты материалдарды газдарды бөлшектеу арқылы орналастыру (мысалы, SiH4) күлгін разрядта, индуктивтілік катушка (а) және конденсатор (б) көмегімен. 1 - индуктивті катушка, 2 – терморреттеуіш ұстайтын төсеніш
Көбінесе қуат 10-20 Вт өткізу аймағында және жиілігі 1-100Гц аймағында жұмыс істейді. Орналасқан қабаттардың құрамы мен құрылысы көп параметрлерге байланысты мысалы, төсеніштің температурасы, газразрядты трубканың диаметрі.
Осы күдгін разряд арқылы металдық қабаттарды ( Si және Рb-ді Sn (C2H5)4, Рb(С2Н5)4 ) және органикалық полимердің тығыз аморфты қабатын алуға болады. Бұл әдіс аморфты қабаттар орналасқанда Si және Ge -дің SiH4 - GeH4 газдарында бөлшектену кезінде қолданылады. Алынған қабаттар көп мөлшерде сутегін құрайды. Күлгін разряд синтезінде сәтті алынған аморфты кремний қабатына сұраныс өсті. N2O қоспасы газтәріздес SiH4 немесе О2 Si(OC2H5)4 пен күлгін разрядқа жұқа шыны тәріздес SiO2 қабатын береді. В(ОСН3)3 тен В2Оз , ал SiH4 және NH3 қоспасынан аморфты Si3N4 алынды. Аморфты қабат Аl2Оз жоғарғы электірлік шыдамдылығы А12Сl6 және О2 қоспаларынан алынды.
24. Аморфты қабықшалары ретсіз құрылымды халькогенидті және тотық метериалдардан алу жолдары. Тотықты шынылар. (құрамында оттегі мен әртүрлі тотықтар бар шынылар)Тұрмыста қаптама және құрылыс материалдар ретінде, электротехника және оптикада қолданылатын шынылар, балқытпаларды ауада өңдеу жолымен ірі кәсіпорындарда кең ауқымда өңдіріледі. Технологиялық тәсілдер дамудың жоғары деңгейіне жетті және шыны технологиясы оқулықтар мен монографияларда толық түсіндірілген.Ғылыми лабораторияда шыны алуда тікелей және ауыспалы қыздыруы бар түрлі пештер қолданылады. Тәжірибелік қиындықтардың пайда болуы тигль үшін сәйкес материалды таңдаумен байланысты, әсіресе, егер осы мақсатта дәстүрлі қолданған платина сияқты металдардың балқуға химиялық тұрақтылығы енді жеткіліксіз. Онан басқа , кейбір мәселелер концентрациондық градиенті бар өнімдерге алып келетін балқыманың жеке құраушыларының ұшқыштығына байланысты. Қоспаның белгілі ұшқыш құраушысын жою жолымен (рафинирование), гомогенді шыныларды алуында балқымада тепе-теңдіктің болуының маңызы зор. Сонымен қатар, сыртқы ластану (қоршаған кеңістіктен) немесе тигль материалының еруінен пайда болатын легірлеуші құраушылардың шыны матрицасына қосылу мүмкіндігін ескеру керек. Шынылар пайда болатын маңызды тотықтар және BeF2 үшін 2.1 кестеде кейбір сипаттамалар берілген.
2.1 Кесте. BeF2 және шыны түзетін оксидтердің кейбір қасиеттері.
Түрлі шынытүзетін заттардың комбинациясы және шынытүзетін матрицаға бір немесе бірнеше оксидті компоненттерді қоса отыра тәжірибелік мәнісі бар шынылардың жиынына алып келеді. Шынытүзетін балқымаға тек сілтілік және жерсілтілік элементтің оксидтерін қосып ғана қоймай, өтпелі (ауыспалы) металдардың оксидтері және периодтық жүйенің негізгі топша элементтерінің оксидтері (А12О3, Ga2O3, Sb2O3, Т12О, PbO, Bi2О3, ТеО2), тіпті сульфаттар, хлоридтер көптеген фторидтер қосылады. Мүмкін болатын комбинация саны аса көп және қазіргі кезде шынының жаңа түрлері шығарылады , болашақта да шығарыла береді. Шамасы, бұл зерттеулердің кең аумағы бөлек қарастырғанды талап етеді. Халькогенидті шынылар. Ғылыми әдебиетте «оксидсіз» шыныларға арналған кең көлемді жұмыстар бар. Осы бағытқа қызығушылық халькогенидті шынылардың ИҚ – облысында оптикалық мөлдір және электрондық өткізгіштігі бар жартылай өткізгіштің қасиеттеріне ие екені анықталғаннан кейін басталды.Оксидсіз (оттегісі жоқ) шынылар – бұл ең алдымен сульфидтер, селенидтер және теллуридтер периодтық жүйенің IV және V негізгі топшасының элементтері (Si, Ge, Р, As, Sb) және олардың өзара комбинациясы, сондай-ақ галогендер, халькогендер және ауыр металдардың халькогенидтері (Hg, Ga, In, Tl, Sn, Pb). Оксидті шынылармен салыстырғанда холькогенидті шынылар механикалық қасиеттері нашар және термиялық тұрақтылығы тұмендігімен сипатталады, бірақ олардың термиялық кеңею коэффициенті жоғары, сыну көрсеткішінің термиялық коэффициенті және салыстырмалы серпімді-оптикалық тұрақтысы жоғары. Мөлдірлік(прозрачность) инфрақызыл сәулелер үшін толқын ұзындықтары көбірек облысына ығысқан(яғни, алысырақ ИК-облысына), бұл үлкен атомдық массалар мен байланыстың күштік тұрақтылардың аз болуымен түсіндіріледі. Периодты жүйенің бір элементтерінің атомдық массаларының артуынан орташа байланыс энергиясының азаюы байқалады, бұл оксидтермен салыстырғанда оксидсіз шыныларда тыйым салынған зонаның тарылуына(кішіреуі) әкеп соқтырады. Холькогенидті шынылардың көбісі (GeS2 сары және As2S3 қызыл шынылардан басқасы) спектр көрінетін облыстарда жарықты жұтады, сыртынан қарағанда мөлдір емес қара түсті материал болып келеді. Электрлік тасымалдаушыны термиялық қоздыру әсерінен халькогенидтік шыныларда электр өткізгіштік пайда болады, мысалы, 298К кезінде меншікті электр өткізгіштігі 10-3Ом-1см1 болатын шынылар бар. Осылай халькогенидті шынылар жартылай өткізгіштің қасиеттерімен сипатталатын шынытүзетін заттар екінші топты құрайды (электр өткізгіштігі бар оксидті шынылар бірінші топты құрайды). Оларда шағылу қасиеттері өте жоғары болғандықтан, олар өзіне тән жылтырға ие болады.