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Oszillationen bei MOCVD Prozessen und ihr Potenzial für die Herstellung von modulierten keramischen Schutzschichten

MOCVD 工艺中的振荡及其生产调制陶瓷保护层的潜力

基本信息

批准号：
42123313
负责人：
Professor Dr. Claus-Peter Klages
金额：
--
依托单位：
Institut für Oberflächentechnik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2007
资助国家：
德国
起止时间：
2006-12-31 至 2010-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/42123313?language=en
关键词：
Oszillationen bei MOCVD Prozessen und

项目摘要

Mittels chemischer Gasphasenabscheidung aus metallorganischen Precursoren und Sauerstoff als Träger- und Reaktionsgas {metal-organic chemical vapor deposition, MOCVD) wurden unter Einsatz der Flash-Verdampfung keramische Schichten im System Y2O3-AI2O3 mit unterschiedlicher Stöchiometrie hergestellt. Die Schichten weisen ein ausgeprägtes lamellares Gefüge auf. Versuchsreihen mit systematischer Variation ausgewählter Beschichtungsparameter zeigen eine hohe Komplexität des Schichtwachstums. Besonders homogene Lamellen wurden beispielsweise bei Schichten mit einer Zusammensetzung nahe der YAG-Stöchiometrie (Yttrium-Aluminium- Granat Y3AI5O12), bei einer niedrigen Beschichtungstemperatur (900 C) oder einer hohen Precursorzufuhr beobachtet. Eine nähere Untersuchung des lamellaren Gefüges ausgewählter Schichten mittels hochauflösender EDX-Analyse zeigte periodische Oszillationen der chemischen Zusammensetzung mit einer Schwankungsbreite von bis zu 10 Mol-%, und einer Periodenlänge von ca. 250 nm. Diese Beobachtung kann möglicherweise durch Konzentrationsschwankungen der Reaktanden erklärt werden, welche aufgrund gering abweichender Verdampfungsraten der Precursoren verursacht werden. Eine zentrale Rolle beim lamellaren Wachstum könnte auch dem an der Grenzschicht zwischen Substrat und Gasphase nur begrenzt verfügbaren Sauerstoff zugerechnet werden. Ein temporäres Sauerstoffdefizit würde aufgrund des unterschiedlichen Oxidationsverhaitens der metallorganischen Precursoren zu einer selektiven Oxidation und nachfolgend zu einer Phasenseparation führen. Mikrostrukturelle Betrachtungen zeigen, dass die grobskaligen Lamellen mit einer Dicke von ca. 250 nm noch in sehr viele kleinere Lamellen unterteilt werden können. Hier spielen vermutlich komplexe, sich gegenseitig beeinflussende Effekte wie variable Absorption und metastabile Phasenbeziehungen eine dominierende Rolle. Neben der lamellaren Mikrostruktur wurde die Ausbildung verschiedener Mesostrukturen (dicht, porös, kolumnar) beobachtet, welche anscheinend aufgrund von unterschiedlich starken Eigenspannungen einen Einfluss auf die Neigung einer Schicht zur Delamination haben. Nach ersten Erkenntnissen wird die Ausbildung der Mesostruktur von der Anströmung der Substratoberfläche bzw. der Substratgeometrie signifikant beeinflusst. Analog zum binären System Y2O3-AI2O3 wurden erste Schichten im ternären System Y2O3-AI2O3- ZrO2 hergestellt. Diese zeigen ein sehr ausgeprägtes lamellares Schichtwachstum, welches durch eine gegenphasige Oszillation des Gehalts von AI2O3 und ZrO2 bei nahezu konstantem Y2O3- Gehalt gekennzeichnet ist. Dies kann zwanglos mit der fehlenden Mischkristallbildung zwischen AI2O3 und ZrO2 sowie gleichzeitig weitgehender Mischkristallbildung sowohl zwischen Y2O3 und ZrO2 als auch zwischen Y2O3 und AI2O3 erklärt werden. Die Schichten des ternären Systems erscheinen hinsichtlich ihrer Morphologie sowie ihrer thermischen und chemischen Eigenschaften als sehr interessante Hochtemperatur-Schutzschichten.

金属-有机化学气相沉积(MOCVD)是一种新的金属化学方法，在闪光灯下的金属有机化学气相沉积系统Y2O_3-Al_2O_3。他说：“这是一件非常重要的事情。”这是一种系统化的变分方法，它的参数选择不是系统的。在Y3AI5O12(Yttrium-Al-Granat Y3AI5O12)，Be einer niedrigen Beschichtungstemperatur(900 C)，Be einer niedrigen Beschichtungstemperatur(900 C)的基础上，从Yttrium-Al-Granat Y3AI5O12(Yttrium-Al-Granat Y3AI5O12)开始。Eine nähere Untersuung des lamellaren Gefüges augewählter Schichten mittels hochauflösender edX-analyze zeigte peridische Oszillationen der Chemischen Zusammensetzung MIT einer Schwankungsbreite von bis zu 10Mol-%，以及einer Perodenlänge von约250 nm。他说：“我的工作是从现在开始，从现在开始，到现在为止。”Eine Zentale Rolle bem lamellaren Wachstum könnte auch Dem an der Grizschicht zwichen Subat and Gasval Nur Bur begrenzt Verfügbaren Sauerstoff zugerechnet.不同金属组织的地衣氧化过程中，选择的氧化过程和最终的相分离过程是一致的。这是一种新的技术，它的主要特点是，它的尺寸约为250 nm，而不会出现在任何地方。在这种情况下，我们可以有效地吸收和转移不稳定的物质。从现在起，所有的国家和地区都将继续发展下去，从现在起，所有的国家和地区都将面临新的挑战。从中观到中观，从根本上来说，这是一种几何意义上的变化。模拟Zum binären系统Y_2O_3-Al_2O_3 Wurden Erste Schichten imären系统Y_2O_3-Al_2O_3-ZrO_2。他说：“这是因为它是一种新的材料，它的主要成分是Y2O_3-GH_2O_3。在密歇根州的Al_2O_3和Al_2O_3，以及Al_2O_3和Al_2O_3的Al_2O_3和Al_2O_3 Erklärt Werden中，Y_2O_3和Al_2O_3的含量分别为Y_2O_3和Al_2O_3。他说：“这是一件非常重要的事情，因为这是一个非常重要的过程。