close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

11181

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.10.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 11181
(13) C1
(19)
C 03C 17/22
СПОСОБ ГРАФИТИЗАЦИИ КВАРЦЕВОЙ АМПУЛЫ
(21) Номер заявки: a 20070643
(22) 2007.05.28
(71) Заявитель: Государственное научнопроизводственное объединение "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(72) Автор: Викторов Иван Алексеевич
(BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научно-производственное объединение "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси
по материаловедению" (BY)
(56) Шахназаров Т.А. // Приборы и техника
эксперимента. - 1975. - № 1. - С. 234235.
SU 1453299 A1, 1989.
BY 11181 C1 2008.10.30
(57)
Способ графитизации кварцевой ампулы, включающий подачу паров ацетона в нагретый реактор с помещенной внутрь ампулой, удаление отработанных паров из реактора через трубку водяного затвора и осаждение на поверхность ампулы графитовой пленки в
результате термического разложения ацетона, отличающийся тем, что реактор нагревают
до температуры от 900 до 1000 °С, пары ацетона предварительно смешивают с аргоном
путем пропускания последнего через жидкий ацетон, а подачу паров в реактор осуществляют в течение одного часа со скоростью, обеспечивающей появление на выходе затвора
шестидесяти пузырьков в минуту.
Изобретение относится к области технологических процессов получения тонких пленок графита на стенках кварцевых ампул и может быть использовано в полупроводниковом материаловедении при выращивании кристаллов полупроводниковых материалов в
кварцевых ампулах в тех случаях, когда выращиваемый кристалл вступает в химическое
взаимодействие с кварцевым стеклом ампулы.
Известен способ формирования монослойной пленки графита термическим разложением бензола C6H6 в условиях сверхвысокого вакуума (~10-5 Ра) на поверхности иридиевой ленты, нагретой до 1600 К [1]. При этой температуре достигающие поверхность
молекулы бензола распадаются до атомов, водород десорбируется, а атомы углерода миг-
BY 11181 C1 2008.10.30
рируют вдоль поверхности и объединяются в растущие графитовые островки, постепенно
закрывающие поверхность ленты, которые образуют пленку графита.
Недостатком данного способа является сложность и высокая стоимость процесса, а
также ограниченные возможности данного способа.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ графитизации кварцевых ампул методом термического разложения паров ацетона, заключающийся
в нагревании паров ацетона до 700 °С в течение 30-40 мин и осаждении графитовой пленки на стенке ампулы [2].
Данный способ имеет ряд недостатков, к числу которых относятся сложность и ограниченные возможности данного способа.
Задачей заявленного изобретения является расширение функциональных возможностей, упрощение способа и улучшение качества получаемых графитовых пленок.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе графитизации кварцевых ампул, включающем подачу паров ацетона в нагретый реактор с помещенной внутрь
ампулой, удаление отработанных паров из реактора через трубку водяного затвора и осаждение на поверхность ампулы графитовой пленки в результате термического разложения
ацетона, реактор нагревают до температуры от 900 до 1000 °С, пары ацетона предварительно смешивают с аргоном путем пропускания последнего через жидкий ацетон, а подачу паров в реактор осуществляют в течение одного часа со скоростью, обеспечивающей
появление на выходе затвора шестидесяти пузырьков в минуту. Отработанные газы удаляются из зоны реакции через водяной затвор.
Использование данного способа упрощает конструкцию аппарата, делает технологический процесс графитизации более удобным и безопасным, улучшает качество графитовой пленки.
Сущность способа состоит в следующем. В начале процесса графитизации кварцевый
реактор с установленными в нем ампулами, предназначенными для графитизации, помещают в предварительно нагретую до нужной температуры печь. На первом этапе газ аргон
из баллона через редуктор и регулирующий газовый вентиль с помощью резинового
шланга через уплотнительную резиновую пробку поступает в кварцевый реактор. Выход
кварцевого реактора находится на противоположном конце от входа и имеет форму трубки диаметром ∼6 мм, на которую одевается резиновый шланг. Другой конец этого шланга
опускается в сосуд с водой, который является водяным затвором. После продувки реактора чистым аргоном поток аргона предварительно пропускают через жидкий ацетон. Обогащенный парами ацетона аргон поступает в реактор, где в результате их разложения
стенки ампул покрываются графитовой пленкой (графитизируются). Скорость потока газа
устанавливают так, чтобы на выходе (на конце шланга, опущенного в сосуд с водой) появлялось 60 пузырьков газа в минуту.
На фигуре приведена блок-схема установки для реализации по данному способу, где
1 - баллон с аргоном; 2 - редуктор; 3, 4 - газовые вентили; 5 - сосуд с жидким ацетоном; 6 кварцевый реактор; 7 - кварцевая ампула; 8 - водяной затвор.
Экспериментально найдено, что оптимальными условиями графитизации являются:
температура печи 900-1000 °С, время графитизации ∼1 ч, скорость подачи смеси ∼60 пузырьков газа в минуту.
Ампулы, предназначенные для графитизации, проходили предварительную химикотермическую обработку, которая заключалась в предварительном травлении ампул в "царской водке" в течение ∼30 мин, многократной промывке дистиллированной водой и сушке
в термошкафу при ∼120 °С в течение 1 ч.
Предложенный способ позволяет получать однородную графитовую пленку, имеющую зеркальный вид и хорошую адгезию к материалу ампулы, что дает возможность использовать графитизированные ампулы для выращивания кристаллов, которые вступают в
химическое взаимодействие с кварцевым стеклом в процессе выращивания.
2
BY 11181 C1 2008.10.30
Графитизированные по данному способу ампулы нашли практическое применение для
выращивания таких кристаллов, как ZnP2, CdP2, ZnAs2, Zn3As2, CdGeAs2:Mn, CdGeP2:Mn,
которые используются для создания элементов электронной техники, материалов оптоэлектроники и спинтроники, удлинителей и стабилизаторов лазерного излучения, фильтров в ИК области.
Источники информации:
1. И.В. Макаренко, А.Н. Титков, Z. Waqar, Ph. Dumas, Е.В. Рутьков, Н.Р. Галль. Структурные свойства монослойной графитовой пленки на поверхности (111) Ir. // Физика твердого тела. - Т. 49, вып. 2 (2007). - С. 357-363.
2. Шахназаров Н.А. Аппарат для графитизации кварцевых ампул // ПТЭ. - № 1 (1975). С. 234-235.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
81 Кб
Теги
11181
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа