低溫時(shí)選用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣氛得到的硅碳棒
2023-03-14 18:41:01 點(diǎn)擊：
碳化硅硅碳棒的生長(zhǎng)過(guò)程是單晶生長(zhǎng)過(guò)程，具體生長(zhǎng)是反應(yīng)原子在密排面上的緊密堆積過(guò)程，它包括縱向生長(zhǎng)和橫向生長(zhǎng)，二者生長(zhǎng)均需要一定能量。就戶硅碳棒而言，在SiC晶核形成后，沿方向生長(zhǎng)所需能量最少，即晶體沿此方向生長(zhǎng)最易進(jìn)行。當(dāng)周圍環(huán)境(溫場(chǎng))所提供的能量能滿足此值而又不超過(guò)其所需能量的最大臨界值時(shí)，晶核沿(l)單方向生長(zhǎng)，生成完美的戶硅碳棒;當(dāng)周圍環(huán)境所提供的能量超過(guò)此臨界值時(shí)，晶核開始向幾個(gè)方向生長(zhǎng)，從而生成SiC顆?；蛐纬扇毕荨囟染褪欠磻?yīng)這一能量值的宏觀尺度，因此溫度的波動(dòng)是影響硅碳棒晶型變化的主要因素。此外，雜質(zhì)對(duì)其也有很大影響，因?yàn)樵谏L(zhǎng)著的硅碳棒面上集聚雜質(zhì)后，能引起間歇性能量騷動(dòng)、從而生成各種變體。研究表明，能在SiC中生成固溶體的硼和氮均有穩(wěn)定戶SiC晶型的效應(yīng)。因此，選用硼作催化荊或適當(dāng)導(dǎo)人氮?dú)鈱?duì)生成戶硅碳棒很有利。
大量的資料表明CS，一種或另一種變體或它們的復(fù)合體的生成取決于溫度和壓力的聯(lián)合作用，以及雜質(zhì)含量和結(jié)晶過(guò)程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。但目前對(duì)此還役有得出數(shù)量的概念，有必要進(jìn)行更深人的探討。硅碳棒的頗色在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，得到了白色、灰白色、淺綠色、灰綠色等多種顏色的硅碳棒，對(duì)影響硅碳棒顏色變化的因素作如下具體分析。
SiC本身存在多種顏色，這主要是晶型變化引起的，不同晶型對(duì)應(yīng)不同的顏色，但這里討論的是以R-c為主晶型的硅碳棒的顏色變化。
硅碳棒的顏色變化主要和雜質(zhì)的存在有關(guān)。在富碳環(huán)境中生長(zhǎng)的硅碳棒，例如，白炭黑和稻殼碳反應(yīng)體系中，二者重量比1;3時(shí).生成的硅碳棒一般呈灰綠色。這是因?yàn)樵赟iC.硅碳棒生長(zhǎng)過(guò)程中，表面有碳沉積而形成的;氣相反應(yīng)生成的硅碳棒大多呈灰白色，這是氣相反應(yīng)生成較純的硅碳棒;在稻殼原料中氣一液一固(HIS)過(guò)程生長(zhǎng)的5iC硅碳棒呈綠色或淺綠色，因?yàn)樵赩I另生長(zhǎng)硅碳棒過(guò)程中，硅化劑的過(guò)飽和度較大，硅碳棒在富硅環(huán)境中生長(zhǎng)的結(jié)果。此外，其它雜質(zhì)對(duì)硅碳棒顏色也有較大影響，例如，翻、鉛等離子的引人使硅碳棒呈黑色或棕色，氮等離子的引人則使硅碳棒表現(xiàn)為綠色C。我們實(shí)驗(yàn)中選用翻類化合物作催化荊，或中低溫時(shí)選用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣氛得到的硅碳棒的顏色呈現(xiàn)出上述結(jié)果。分析其原因，主要由于這些外在因素影響了硅碳棒生長(zhǎng)過(guò)程中不同離子的沉積速度造成的。zsrider.com
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