Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Лисичкин Г.В. -> "Химия привитых поверхностных соединений " -> 73

Химия привитых поверхностных соединений - Лисичкин Г.В.

Лисичкин Г.В., Фадеев А.Ю. Сердан А.А., Нестеренко П.Н. Химия привитых поверхностных соединений — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. — 592 c.
ISBN 5-9221-0342-3
Скачать (прямая ссылка): himiyprivitihpoverhnostnihsoedineniy2003.djvu
Предыдущая << 1 .. 67 68 69 70 71 72 < 73 > 74 75 76 77 78 79 .. 300 >> Следующая

4.4]
Молекулярное наслаивание неорганических соединений
141
Если использовать хлориды других элементов, то можно получить привитые монослои, содержащие эти элементы:
2(=Si—ОН) +TiCl4 = (^Si—О—)2TiCl2 + 2НС1,
3(^Si—ОН) + РС13 = (-=Si—О—)3Р + ЗНС1.
Число связей с поверхностью, концентрация привитых функциональных групп в монослое зависят от количества и расположения ОН-групп на исходной поверхности и химической природы реагента.
Важнейшая особенность метода молекулярного наслаивания состоит в том, что после замещения протона в составе всех доступных гидроксилов, сколько бы времени ни подавать галогенид (или другой реагент) в зону реакции, нельзя получить более одного привитого монослоя. Это отличает метод от других (пропитка, вакуумное напыление, осаждение и др.), в которых с увеличением продолжительности подачи реагента возрастает и толщина слоя.
Полученные привитые монослои можно подвергать дальнейшим превращениям. При обработке парйми воды на поверхности протекают реакции гидролиза:
(^Si—О—)2SiCl2 + 2Н20 = (-=Si—О—)2Si(OH)2 + 2НС1,
(=Si—О—)2TiCl2 + 2Н20 = (-=Si—О—)2Ti(OH)2 + 2НС1.
Как и при синтезе элементоксохлоридного монослоя, процесс проводят до полного замещения С1 на ОН с последующим удалением избытка физически сорбированной воды и хлороводорода, то есть вновь получают гидроксилированную поверхность, на которой ОН-группы уже связаны не с атомами исходной матрицы, а с атомами в составе привитых функциональных групп. Полученную поверхность можно вновь обработать парйми соответствующего хлорида и получить второй элементоксохлоридный монослой:
2(—Si—О—)2Ti(OH)2 + 2TiCl4 = (^Si—О—)2Ti—О—TiCl2.
Продукт реакции затем снова может быть подвергнут обработке парйми воды и т.д. Таким образом, многократно и попеременно обрабатывая носитель парйми тетрахлорида титана и воды с соблюдением принципов молекулярного наслаивания, на поверхности можно сформировать титаноксидный слой, толщина которого определяется числом циклов обработки. Эллипсометрические измерения показали, что существует прямолинейная зависимость толщины синтезируемого слоя от количества актов молекулярного наслаивания.
Метод молекулярного наслаивания включает и окислительно-восстановитель-ные реакции на поверхности:
(=Si—О—)3Р + С12 = (=Si—О—)3РС12, (=Si—О—)3РС12 + 2Н20 = (—Si—О—)3Р(ОН)2 + 2НС1.
142
Взаимодействие модификаторов с поверхностью носителей
Используя окислительные свойства шестивалентного хрома, можно провести следующую цепочку поверхностных реакций [201]:
2(—Si—ОН) + Сг02С12 = (=Si—О—)2Сг02 + 2НС1,
(-s=Si—О—)2Сг02 + 3/2Н2 = (-=Si—О—)2СгОН + Н20,
(-EESi—О—)2CrOH + Сг02С12 = (~Si—О—)2Cr0Cr02Cl + НС1,
(-EESi—О—)2Cr0Cr02Cl + Н20 = (^Si—О—)2Cr0Cr02(0H) + НС1,
(-=Si—О—)2Cr0Cr02(0H) +Н2 = (~Si—О—)2СгОСг(ОН)2 + 1/2Н20.
В дальнейшем происходит конденсация привитых молекул по гидроксилам трехвалентного хрома.
Молекулярное наслаивание может быть основано и на реакциях присоединения к координационно-ненасыщенным атомам поверхности:
(=Si—О—)3Э + МА„ = (~Si—О—)3Э —* МА„,
где М — переходный металл, А — анион, Э — атом элемента, имеющего неподелен-ную электронную пару.
Подобные реакции протекают как в атмосфере газов, так и -в органических растворителях.
Метод молекулярного наслаивания реализован не только на оксидных носителях (Si02, А120з, ZnO, MgO), но и на других твердых матрицах самой разнообразной природы — стекло, карбид кремния, нитрид бора, арсенид галлия, кремний, металлы (Ni, Fe, Си и др.), ненабухающие органические полимеры. При этом носители используются как в виде дисперсных частиц, так и в форме волокон, пластин, заготовок и изделий сложной конфигурации. Синтезированы не только оксидные, но и сульфидные, углеродные, нитридные, карбидные, металлические моно- и полислои элементов II—VII групп периодической системы. Большим преимуществом рассматриваемого метода является то, что привитые слои неорганических веществ можно получать при сравнительно невысоких температурах и давлениях, значительно более низких, чем равновесные в процессе прямого синтеза или диссоциации соответствующего твердого тела.
Широкие перспективы открываются при использовании метода молекулярного наслаивания для получения полупроводниковых структур [202]. В качестве примера можно привести синтез сульфида цинка на гидроксилированной поверхности пластины монокристаллического кремния при 200°С:
—Si—ОН + H2S —»?=SiSH + Н20,
—Si—SH + ZnCl2 —»-=Si—S—ZnCl + HC1,
-=Si—S—ZnCl + H2S —» -=Si—S—ZnSH + HC1.
Дальнейшее чередование этих реакций с промежуточным удалением избытка реагентов и продуктов приводит к росту цинксульфидного слоя.
Слои сульфида цинка были получены также на бромированной поверхности арсенида галлия:
(GaAs)—Br + Zn(CH3)2 —? (GaAs)—ZnCH3 + CH3Br, (GaAs)—ZnCH3 + H2S —»(GaAs)—ZnSH + CH4, (GaAs)—ZnSH + Zn(CH3)2 —»(GaAs)—Zn—S—ZnCH3 + CH4.
4.5]
Модифицирование металлокомплексными соединениями
143
В этом случае рост слоя сульфида цинка осуществляется уже при комнатной температуре. Аналогичным путем могут быть получены пленочные структуры ар-сенида галлия попеременной обработкой поверхности подложки парами Са(СНз)з и АбНз.
Предыдущая << 1 .. 67 68 69 70 71 72 < 73 > 74 75 76 77 78 79 .. 300 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed