Siliziumoxynitrid

Siliziumoxynitrid
Illustratives Bild des Artikels Siliziumoxynitrid
__ Si 4+     __ O 2–     __ N 3–
Kristallstruktur von Sinoit  ( fr )
Identifizierung
N o CAS 12033-76-0
N o ECHA 100,031,617
N o EG 234-793-1
Chemische Eigenschaften
Brute Formel N 2 O Si 2Wenn 2 N 2 O.
Molmasse 100,1838 ± 0,0013  g / mol
N 27,96%, O 15,97%, Si 56,07%,
Kristallographie
Kristallsystem Orthorhombisch
Netzparameter a = 485,53  pm , b = 521,94  pm , c = 521,94  pm , Z = 4
Einheiten von SI und STP, sofern nicht anders angegeben.

Das Siliciumoxynitrid ist ein keramisches Feuerfestmaterial der chemischen Formel SiO x N y. Die Zusammensetzung des amorphen Materials kann zwischen Siliziumdioxid SiO 2 kontinuierlich variierenreines und Siliziumnitrid Si 3 N 4rein, aber es gibt eine kristalline Phase der Formel Si 2 N 2 O.entsprechend x = 0,5 und y = 1 . Diese Phase existiert in der natürlichen Umgebung in Form eines seltenen Minerals , das in Meteoriten beobachtet wird , sinoïte  (en) , das im Labor hergestellt werden könnte. Die Kristallstruktur dieser Phase besteht aus SiN 3 O- Tetraedernin Kontakt mit ihren Atomen von Sauerstoff entlang ihrer Achse C und mit den Atomen von Stickstoff einer Achse senkrecht dazu gebildet wird . Die kovalente Bindung hat eine starke Struktur, die eine Vickers-Härte von 18,7  GPa , eine hohe Biegefestigkeit und eine gute Beständigkeit gegen Temperatur und Oxidation bis zu etwa 1600  ° C ergibt .

Polykristalline Siliciumoxynitrid Keramik werden vor allem durch erhaltenen Nitrieren einer Mischung aus Silizium und Silizium - Dioxid SiO 2in einem Temperaturbereich von 1420  bis  1500  ° C über dem Schmelzpunkt von Silizium ( 1414  ° C ):

3 Si + SiO 2+ 2 N 2Si 2 Si 2 N 2 O..

Es können auch Siliciumoxynitride mit stöchiometrischen Variablen wie Pyrolyse von Produkten aus vorkeramischen Polymeren wie Polysilanen und Polyethoxysilsesquiazanen [EtOSi (NH) 1,5 ] n gebildet werden ;; Die so erhaltenen Materialien sind daher als Keramiken bekannt, die von Polymeren ( PDC ) abgeleitet sind. Dichte oder poröse Siliciumoxynitridkeramiken mit komplexen Formen können unter Verwendung der Formgebungstechniken erhalten werden, die allgemein bei Polymeren verwendet und hier auf vorkeramische Polymere angewendet werden.

Es ist möglich , zu wachsen , dünne Filme aus Siliziumoxinitrid auf Silizium unter Verwendung von verschiedenen Plasmaabscheidungstechniken und in verwendet Mikroelektronik als alternative Isolationsschicht zu Siliziumdioxid und Silizium - Nitrid mit dem Vorteil, dass niedrige Leckströme und eine gute thermische Stabilität. Diese Schichten haben eine amorphe Struktur und ihre chemische Zusammensetzung kann daher stark von Si 2 N 2 O abweichen. Durch Ändern des Stickstoff / Sauerstoff-Verhältnisses in diesen Filmen kann ihr Brechungsindex kontinuierlich von etwa 1,45 für Siliziumdioxid bis etwa 2,0 für Siliziumnitrid variiert werden . Diese Eigenschaft ist nützlich für optische Elemente wie den Gradientenindex der Linse mit einem Indexgradienten und die Fasern mit einem Indexgradienten  (fr) .

Anmerkungen und Referenzen

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