Baake, Olaf
:
Chemische Charakterisierung von Bor und Siliziumcarbonitridschichten.
Technische Universität Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2009)

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Item Type:  Ph.D. Thesis  

Title:  Chemische Charakterisierung von Bor und Siliziumcarbonitridschichten  
Language:  German  
Abstract:  Keramiken auf der Basis von leichten Elementen wie Bor, Silizium, Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff sind seit langem in der Industrie verwendete Werkstoffe. Besonders die Carbide und Nitride weisen für viele Anwendungen günstige mechanische, elektronische, chemische und/oder thermische Eigenschaften auf. Im Jahr 1989 wurden von Liu/Cohen besonders außergewöhnliche Eigenschaften für ein ßKohlenstoffnitrid (ßC3N4) vorausgesagt, was einen weltweiten Boom zur Herstellung und Charakterisierung solcher Materialien zur Folge hatte. Im Zuge dessen gerieten auch ternäre Systeme wie BCxNy und SiCxNy in den Fokus. Der Vorteil solcher Systeme wurde darin gesehen, dass diese die Eigenschaften der nitridischen und carbidischen Keramiken vereinen bzw. verbessern können. So wurden beispielsweise noch bessere mechanische und (gleichzeitig) elektronische Eigenschaften erwartet. Im Zuge der Forschung wurde versucht, die Carbonitride durch verschiedene Syntheseverfahren als dünne Schichten abzuscheiden. Aufgrund der Eigenschaften konnte hiervon z.B. ein besserer mechanischer und chemischer Schutz eines Substrats erwartet werden (Verschleiß und Korrosion). Aus chemischer Sicht lange Zeit ungeklärt blieb die Frage nach den chemischen Bindungsverhältnissen dieser Dünnschichtsysteme. Daher war das Ziel dieser Arbeit die Bestimmung der chemischen Bindungen in Dünnschichtsystemen aus BCxNy und SiCxNy. Zur Charakterisierung standen verschiedene BCxNy und SiCxNyProbenserien zur Verfügung, die mittels Chemischer Gasphasenabscheidung synthetisiert waren. Als Ausgangssubstanzen wurden für die BCxNySysteme Trimethylaminoboran, Triethylaminoboran und Trimethylborazin sowie für die SiCxNySysteme Hexamethyldisilazan und Hexamethylcyclotrisilazan verwendet. Zusätzlich wurden bei der Synthese verschiedene Reaktions/Inertgase (NH3, N2, He, H2) zugeführt bzw. die Synthesetemperatur variiert. Zur Bestimmung der chemischen Bindungen wurden Messungen mittels TXRFNEXAFS und XPS durchgeführt. Die TXRFNEXAFSMessungen wurden am PGMStrahlrohr für Undulatorstrahlung der PhysikalischTechnischen Bundesanstalt (PTB) am Elektronenspeicherring BESSY II durchgeführt. Die XPSMessungen fanden am DAISYSOL in Darmstadt statt. Zusätzlich lagen quantitative Ergebnisse aus der Elektronenstrahlmikroanalyse (ESMA) vor. Die Untersuchungen zeigten für die BCxNySysteme BC, BN, CNBindungen sowie sp2hybridisierten Kohlenstoff auf. Weiterhin zeigte sich, dass sich die Produktzusammensetzung durch die Wahl der Ausgangssubstanz und des beigefügten Gases steuern ließ. Im Fall der SiCxNyProben konnten SiC und SiN Bindungen sowie sp2hybridisierter Kohlenstoff nachgewiesen werden. CNBindungen ließen sich nur in geringem Maße feststellen. Die Produktzusammensetzung konnte durch die Synthesetemperatur sowie durch das bei der Synthese beigefügte Gasgemisch beeinflusst werden. 

Alternative Abstract: 


Uncontrolled Keywords:  XPS, NEXAFS, TXRFNEXAFS, Speziierung, chemische Charakterisierung, Borcarbonitrid, Siliziumcarbonidtrid, dünne Schichten, Schichten  
Alternative keywords: 


Classification DDC:  500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften 

Divisions:  Fachbereich Material und Geowissenschaften > Materialwissenschaften > Materialanalytik  
Date Deposited:  09 Dec 2009 09:53  
Last Modified:  07 Dec 2012 11:56  
URN:  urn:nbn:de:tudatuprints19880  
License:  Creative Commons: AttributionNoncommercialNo Derivative Works 3.0  
Referees:  Ensinger, Prof. Dr. Wolfgang and Riedel, Prof. Dr. Ralf  
Refereed:  25 November 2009  
URI:  http://tuprints.ulb.tudarmstadt.de/id/eprint/1988  
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