Химическое полирование и травление алюмоиттриевого граната

Любой производственный процесс складывается из отдельных техно­ло­гических операций изготовления изделия. Технология полупроводниковых ИС развивалась на основе планарной технологии изготовления транзисторов, диодов, тиристоров и других полупроводниковых приборов.

Схема технологического процесса изготовления полупроводниковой ИС показана на рис. 1.1.

К основным операциям планарной технологии относятся следующие:

подготовительные операции; эпитаксия, термическое окисление; легирование, к которому относятся диффузионное легирование и ионная имплантация; травление; техника масок; нанесение тонких пленок методами вакуумного термического напыления, ионно-плазменного напыления, химического напыления и анодирования, а также методами электрохимического осаждения.

Химическое полирование и травление алюмоиттриевого граната1.2.1. Подготовительные операции

Одним из основных промышленных способов выращивания монокристаллов полупроводников стал метод, разработанный Я. Чохральским (рис. 1.2). В этом методе врашающийся кристаллоноситель 1 с затравочным кристаллом 6 медленно поднимается, вытягивая за собой расплав 3, кристаллизующийся в кристалл 7. В зависимости от варианта метода Чохральского полученные монокристаллы имеют диаметр от 20 до 150 мм и массу 0,07…1,8 кг.

Ян Чохральский (1885–1953), сын плотника из небольшого польского городка Кцыня, с 1904 г. работал инженером в Берлинской электрической компании, одновременно обучаясь в двух университетах. В Шарлоттенбургском он специализировался по химии и металлургии, в Берлинском – по искусствоведению. Уже в 1917 г. во Франкфурте-на-Майне он организовал свою исследовательскую лабораторию, а в 1929 г. по приглашению президента Польши переехал в Варшаву, стал профессором Варшавского университета и организовал Институт металлургии и металловедения.

Научные исследования Чохральского были посвящены в основном различным сторонам металловедения и металлургии, но знаменитым он стал благодаря своим работам по скорости кристаллизации металлов и методу выращивания монокристаллов.

Метод, разработанный им в 1916 г., состоял в том, что кристалл наращивался из расплава на вращающейся затравке, которая медленно, постепенно, но непрерывно вытягивалась из расплава (рис. 10.1). При этом образовывалась так называемая буля – кристалл в виде цилиндра с конической верхушкой и конической нижней частью. Метод позволял менять диаметр були путем регулирования скорости вытягивания и температуры. Одно из достоинств метода – отсутствие контакта растущего кристалла со стенками тигля.

Первая волна популярности метода Чохральского пришлась на 1950-е гг., когда создавалась современная электроника и потребовалось организовать промышленное производство германиевых и кремниевых монокристаллов. Температура плавления германия составляет 940 0 С, а температура плавления кремния достигает 1420 0 С. В настоящее время методом вытягивания из расплава получают монокристаллические слитки арсенида галлия ( GaAs , температура плавления 1283 0 С ) и других сложных химических соединений.

Химическое полирование и травление алюмоиттриевого граната

Основные этапы развития кремниевой электроники (кремний, несмотря на появление новых полупроводниковых материалов, остается и надолго еще останется ведущим материалом) тесно связаны с развитием метода Чохральского. Сначала в установках, управляемых исключительно вручную, выращивали були диаметром 25 мм (в странах Запада – 1 дюйм). Затем установки стали автоматическими, понимание процесса и управление им улучшились, диаметр були вырос до 50 мм. Со временем перешли на 75-, 100- и даже на 150-миллиметровые були. Ведь чем больше диаметр, тем больше (в квадратичной зависимости) площадь одиночной кремниевой пластинки, тем больше интегральных микросхем можно разместить на пластинке за один технологический цикл и тем, следовательно, дешевле конечный продукт. В будущем., как ожидают, кремниевых пластин диаметром 150 мм будет выпущено более 85 млн, а диаметром 200 мм – более 40 млн штук. На каждой из 200-миллиметровых пластин сегодня размещают до 10 млрд компонентов электронных схем.

Скорости роста кристаллов в установках Чохральского достигают 80 мм/ч.

Уже испытываются установки, позволяющие получать були диаметром 300 мм, в исследовательских центрах ведутся работы над методами получения буль диаметром 400 мм и говорят даже о постановке программ перехода к 500-миллиметровым булям. Если еще два-три года назад кристаллы массой 50–60 кг считались рекордными, то сейчас уже ставится цель получать кристаллы массой 200 кг.

Кристалографическая ориентация слитка определяется кристаллографической ориентацией затравки. Чаще других используются слитки с поперечным сечением, лежащие в плоскости (111) или (100).

Типовой диаметр слитков составляет около 80 мм, длина 300…500 мм. Слитки кремния разрезают на множество тонких пластин толщиной 0.3…0.5 мм. Из этих пластин затем изготавливают интегральные схемы.

После этого пластины многократно шлифуют, а затем полируют. Используется механическая и химическая полировка (травление). Очистку и обезжирование проводят в органических растворителях (ацетон, этиловый спирт и др.). Травление, очистка и многие другие процессы сопровождаются обмывкой пластин в дистиллированной деионизованной воде.

Эпитаксией называют процесс наращивания монокристаллических слоёв на подложку. При этом кристаллографическая ориентация наращиваемого слоя повторяет кристаллографическую ориентацию подложки.

В настоящие время эпитаксия обычно используется для получения тонких слоев однородного полупроводника на сравнительно толстой подложке, играющей роль несущей конструкции. Толщина полученной плёнки составляет 1…10 мкм.

Примеры эпитаксиальных структур представлены на рис. 1.3.

Химическое полирование и травление алюмоиттриевого граната

Для получения n‑p-n биполярных транзисторов используется эпитаксиальная n — p структура со скрытым слоем n + типа, изображённая на рис. 1.3, г.

При изготовлении такой структуры первоначально способом локальной диффузии Sb или As в пластину кремния p‑типа проводимости получают n + -слой. Затем на всей поверхности полупроводниковой подложки методом эпитаксии наращивают слой n‑ типа проводимости.

Во время эпитаксии донорные атомы скрытого слоя под действием высокой температуры диффундируют в нарастающий эпитаксиальный n‑слой. В итоге скрытый слой частично расположен в эпитаксиальном и дно скрытого слоя в этом месте оказывается приподнятым.

Если эпитаксиальная пленка не отличается от подложки по химическому составу, то способ получения таких плёнок называют гомоэпитаксией. Гомоэпитаксиальные структуры — это Si — Si , Ge — Ge , GaAs — GaAs и др.

В случае отличия химического состава плёнки и подложки процесс получения плёнки называется гетероэпитаксией. Условием является идентичность кристаллографического строения и близость параметров кристаллических решёток плёнки и подложки. К гетероэпитаксиальным структурам относятся Ge — GaAs , AlGaAs — GaAs и многие другие. Возможность получения обеспечивается практическим равенством параметров кристаллических решёток этих материалов: а Geа AlGaAsа GaAs =0,5658 нм. Можно выращивать кремнивую пленку на сапфировой подложке, получается структура Si -α Al 2 O 3. В данном случае Химическое полирование и травление алюмоиттриевого граната. При большом расхождении параметров структур не удаётся получить качественную эпитаксиальную плёнку, а на границе плёнка-подложка возрастает плотность дислокаций несоответствия (рис. 1.4).

Читайте также:  Станок для заточки ножей фуганка своими руками

Отметим, что граница между эпитаксиальным слоем и подложкой не получается идеально резкой. Это связано с тем, что примеси в процессе эпитаксии частично проникают из одного слоя в другой. Это обстоятельство затрудняет создание сверхтонких (менее 1 мкм.) и многослойных эпитаксиальных структур.

Химическое полирование и травление алюмоиттриевого гранатаЭпитаксиальные плёнки преимущественно получают методами газофазной или жидкофазной эпитаксии.

Газофазная эпитаксия, например, кремния, осуществляется в результате газотранспортных реакций проходимых в потоке газа, пропускаемого над подложкой при температуре T≈1200 0 C:

В процессе жидкофазной эпитаксии наращивание монокристалического слоя осуществляется из жидкой фазы, то есть из расплава, содержащего необходимые компоненты.

Для получения сверхтонких и многослойных эпитасиальных структур используют молекулярно-лучевую эпитаксию.

Молекулярно-лучевая эпитаксия (молекулярно-пучковая эпитаксия) ( англ. Molecular beam epitaxy) – технология осаждения эпитаксиальных пленок полупроводников посредством испарения материалов при низком давлении. Позволяет изготавливать эпитаксиальные структуры с высокой точностью по толщине и почти идеальной стехиометрией. Последнее объясняется относительно невысокой скоростью технологического процесса и возможностью буквально послойного формирования осаждаемых пленок: атом за атомом встраивается в кристаллическую решетку. Чаще всего по этой технологии получают эпитаксиальные пленки сложных полупроводников. Примеры: получение InGaAsP, InGaAs и др. для оптической и квантовой электроники. Для процесса эпитаксии необходимы специальные хорошо очищенные подложки с атомарно-гладкой поверхностью.

Технология молекулярно–лучевой эпитаксии была создана в конце 1960-х годов Дж. Артуром и Альфредом Чо. Молекулярно-лучевая эпитаксия позволяет получать следующие структуры с пониженной размерностью.

1. Нульмерные — квантовые точки;

2. Одномерные – квантовые нити (квантовые проволоки);

3. Двумерные – квантовые ямы, сверхрешетки, плоские волноводы

Окисление полупроводника необходимо для создания на его поверхности защитных тонких и прочных окисных плёнок. Кремний, как материал для изготовления полупроводниковых микросхем, удобен тем, что на его поверхности легко создать плёнку двуокиси кремния SiO 2. Поверхность кремния всегда покрыта "собственной" окисной пленкой, получающейся в результате "естественного" окисления при самых низких температурах.

Однако эта пленка имеет слишком малую толщину (около 5 нм) чтобы выполнять какую-либо из необходимых функций. Поэтому в технологии интегральных схем пленки SiO2 получают искусственным путем.

Окисление кремния — одна из самых часто повторяемых технологических операций при производстве современных интегральных схем. Получаемая при этом пленка двуокиси кремния (SiO2) выполняет несколько важных функций, в том числе:

— пассивация поверхности для защиты вертикальных участков p-n переходов, выходящих на поверхность (рис. 1.5, а);

Химическое полирование и травление алюмоиттриевого граната

— маскирование поверхности для проведения локального легирования, при этом через окна в маске вводятся необходимые примеси (рис. 1.5, б);

— создание тонкого диэлектрика под затвором МОП-транзистора (рис. 1.5, в).

Химическое полирование и травление алюмоиттриевого гранатаТехнология искусственного окисления кремния. Искусственное окис­ление осуществляется при температуре (1000… 1200) 0 С в потоке сухого или увлажненного кислорода, пропускаемого через кварцевую трубу, нагреваемую токами высокой частоты. Пластины кремния помещаются в специальной лодочке внутри трубы (рис. 1.6).

Полученная пленка SiO2 имеет аморфную структуру.

Процесс окисления и роста окисной пленки идет за счет ад­сорбции и последующей диф­фузии кислорода через окисел к поверхности кремния

Очевидно, что скорость ро­ста окисла со временем дол­ж­на убывать, так как новым атомам кислорода приходится диффундировать через все более толстый слой окисла.

Толщина d слоя окисла возрастает со временем по закону:

Химическое полирование и травление алюмоиттриевого граната, (1.1)

где t – время, k — параметр, зависящий от температуры и влажности кислорода.

В технологии интегральных схем различают " толстые " и " тонкие " плёнки окисла SiO2. Толстые пленки двуокиси кремния характеризуются толщиной d=0,7…0,8 мкм, а тонкие плёнки имеют толщину d=0,1…0,2 мкм.

При влажном окислении толстая пленка толщиной d=0.7…0.8 мкм при Т=1000 0 С вырастает за время 0.5 часа. При сухом окислении требуется около 5 часов, но качество пленки при этом существенно выше.

Тонкие окислы SiO2 имеют толщину 0.1…0.2 мкм. Они выполняют функции диэлектрика в МОП-транзисторах. Тонкие плёнки окисла SiO2 (d=0.1…0.2 мкм) получают при использовании сухого кислорода.

1.2.5. Травление

Травление – это удаление нарушенного приповерхностного слоя полупроводника с помощью специальных химических травителей, или путём ионной бомбардировки поверхности. В результате происходит изменение рельефа поверхности твердого тела.

Травление используется в следующих технологических операциях:

— создание окон в защитном слое двуокиси кремния SiO 2 c целью проведения через них диффузии или ионной имплантации легирующей примеси;

— формирование балочных выводов готовых интегральных схем;

— селективное травление только одного из компонентов ИС.

Различают четыре основных способа травления:

1. Химическое травление. Процесс химического травления заключается в химической реакции жидкого травителя с твердым полупроводником или окислом SiO 2, покрывающим поверхность. В результате образуется растворимое соединение, которое смешивается с травителем и в дальнейшем удаляется вместе с ним. Для большей равномерности травления и удаления продуктов реакции с поверхности, ванну с раствором вращают в наклонном положении. Этот процесс называют динамическим травлением. Ультразвуковое травление осуществляется путем введения в травящий раствор ультразвукового вибратора.

Кремний хорошо растворяется в смеси кислот HF + HNO3 (в соотношении 3:2). Эта смесь полирует поверхность кремния по реакции

Соответственно, травление называется полирующим.

Двуокись кремния SiO 2 растворяется в травителе состава HF+NH4F (в соотношении 1:2), где NH4F – 40% водный раствор фтористого аммония.

Фоторезист удаляется кипячением в серной кислоте H 2 SO 4 или в смесях органических веществ.

Читайте также:  Самодельная антенна для телевизора своими руками

Алюминий удаляется в растворах состава KOH + H 3 PO 4 или HF + Cr 2 O 3.

Скорость травления определяется диффузией реагентов к поверхности кремния и составляет примерно 0,1 мкм/мин.

2. Анизотропное травление. Это вариант химического травления, основанный на том, что скорость химической реакции зависит от кристаллографического направления.

Известно, что монокристаллический кремний кристаллизуется в алмазоподобную кристаллическую решётку, имеющую сложную элементарную ячейку с базисом. Такая ячейка представляет из себя две элементарные ячейки с гранецентрированной кубической решёткой (ГЦК решёткой), сдвинутые на ¼ пространственной диагонали. Векторы направлений в кубической решётке перпендикулярны соответствующим кристаллографическим плоскостям

Индексы плоскостей (100) и (111) и индексы соответствующих им направлений [100] и [111] в кубической кристаллической структуре показаны на рис. 1.18, а и б, соответственно. Угол между направлениями [100] и [111] и плоскостями (100) и (111) в кубической решётке составляет 61,5 0 .

Химическое полирование и травление алюмоиттриевого граната

Установлено, что наибольшая скорость травления соответствует кристаллографическому направлению [100], в котором плотность атомов минимальна. Наименьшая скорость травления наблюдается в кристаллографическом направлении [111], в котором плотность атомов на единицу площади максимальна.

При этом плоскость (100) травится в 10…50 раз быстрее плоскости (111). При травлении в специальных селективных травителях ориентированные в направлении (100) пластины кремния, стенки приобретают специальный рельеф – огранку. Лунка с огранкой имеет вид, показанный на рис. 1.18, в. В качестве селективных травителей для кремния используют 50% водные растворы щелочей и (NaOH или KOH), также гидразин гидрат (NH2)2 ·H2O.

При использовании анизотропных травителей подтравливание, свойственное полирующему травлению, отсутствует.

Совместно с методом масок метод анизотропного травления дает возможность формировать рельеф лунки не только на поверхности, но и по глубине кристалла кремния.

3. Электрохимическое травление отличается тем, что химическая реакция жидкости с твердым телом происходит в условиях протекания тока через химический травитель. При этом полупроводниковая пластина играет роль анода и должна хорошо проводить электрический ток. Схема установки для электрохимического травления показана на рис. 1.19. Анодный электрод и поверхность полупроводниковой пластины, кроме части, подвергаемой травлению, должны быть изолированы от окружающего электролита.

Химическое полирование и травление алюмоиттриевого граната

Преимущество электрохимического травления — возможность регулирования скорости травления путем изменения плотности тока в цепи и прекращать процесс за счёт отключения протекания тока.

Недостатками локального химического и электрохимического методов травления является подтравливание. Эффект подтравливания в какой-то мере аналогичен боковой диффузии и заключается в том, что травление идет не только в глубь пластины, но и в стороны — под маску.

В результате стенки вытравленного рельефа оказываются не совсем вертикальными, а площадь углубления несколько больше площади окна в маске.

4. Ионное травление. Заключается в бомбардировке поверхности полупроводниковой пластины ионами аргона. Положительные ионы плазмы из аргона бомбардируют поверхность полупроводниковой пластины и слой за слоем выбивают атомы с её поверхности, т.е. травят ее. Аналогичным способом достигается очистка поверхности от загрязнении. Такой процесс называется ионная очистка.

Для проведения ионного травления пластина полупроводника помещается в вакуумную камеру, изображённую на рис. 1.20. В камеру, после откачки воздуха, запускают под некоторым давлением инертный газ, обычно аргон. При подаче положительного ВЧ напряжения порядка 3кВ в камере возникает тлеющий разряд, смещенный к поверхности пластины полупроводника.

Химическое полирование и травление алюмоиттриевого граната

Несомненным преимуществом локального ионного травления является отсутствие подтравливания под маску. Стенки вытравленного рельефа практически вертикальны, а площадь углубления равна площади маски. Общее преимущество ионного травления — его универсальность. Этот метод не требует кропотливого подбора травителя для каждого материала.

Общий недостаток — необходимость дорогостоящих установок и значительные затраты времени на создание вакуума.

Алюмоиттриевый гранат

В твердотельных лазерах в качестве активной среды используются твердые тела: рубин, специальное стекло, алюмоиттриевый гранат , вольфрамат кальция и др. Всего к настоящему времени разработано и испытано несколько десятков различных твердых сред, пригодных для создания твердотельных лазеров. Однако для целей упрочнения могут использоваться лишь те из них, которые обеспечивают генерацию лазерного излучения с определенными энергетическими и пространственно-временными характеристиками. В зависимости от вида используемой активной среды твердотельные лазеры могут работать в импульсном или в непрерывном режиме генерации излучения. При работе в импульсном режиме для реализации процессов упрочнения важны следующие параметры лазерного излучения: энергия в импульсе, длительность импульса, расходимость излучения, диаметр луча, частота следования импульсов. При реализации процесса шокового лазерного упрочнения важной характеристикой также является импульсная мощность излучения. [17]

Рассмотрим каждый из вышеперечисленных эффектов, ориентируясь, как и раньше, в первую очередь на неодимсодержащие стекла и алюмоиттриевый гранат . [18]

По оптическим, физико-химическим свойствам, а также по технологичности оптимальной совокупностью параметров обладают: рубин ( АЬОз: Сг3), алюмоиттриевый гранат с неодимом ( YsAlsO rNd3 1), стекло с неодимом, иттербий-эрбиевое стекло, алюминат иттрия с неодимом ( YAlOsiNd3 1), натрий — лантан молибдат с неодимом ( NaLaMoO. Gds — xNdjjX X ( Sc2 — j Cfj) ОазО) — Все лазеры на этих веществах, за исключением рубина, работают по четырехуровневой схеме. [19]

В качестве генераторов накачки используются импульсные ОКГ на молекулярном азоте ( X-0337 мкм), твердотельные ОКГ на рубине ( А0 69 мкм), генераторы, работающие на второй гармонике ОКГ на рубине ( Я0 345 мкм) и второй гармонике излучения ОКГ на стекле или алюмоиттриевом гранате ( л0 53 мкм), непрерывные газовые ОКГ на аргоне ( Я0 48Ч — 0 51 мкм), длины волн излучения которых совпадают с мощными полосами поглощения растворов красителей. [20]

К, которые такие элементы еще выдерживают и не разрушаются ( см. с. Теплофизиче-ские характеристики алюмоиттриевого граната изменяются с температурой гораздо сильнее, чем характеристики стекол, однако перепады температуры в элементах из граната вследствие его высокой теплопроводности обычно малы. Следует также отметить, что в указанных материалах отсутствует анизотропия теп-лофизических свойств. [22]

Его легируют ионами РЗЭ, в частности гольмия, эрбия, туллия, иттербия в сочетании с хромом или без него. Однако наибольшее распространение получил алюмоиттриевый гранат , легированный неодимом и хромом. Монокристаллы гранатов чаще всего выращивают из раствора в расплаве. [23]

Читайте также:  Сколько можно работать перфоратором без перерыва

Для упрочнения может быть также использована установка Квант-12. Она создана на базе лазера на алюмоиттриевом гранате . Установка работает в импульсном режиме с достаточно высокой частотой следования импульсов и большим диапазоном изменения длительности лазерного импульса. [24]

Литература по лазерам на гранате с неодимом достаточно обширна, однако, вся она разбросана по большому числу научных журналов, книг, брошюр, в каждой из которых излагается какой-либо частный вопрос. В настоящей книге сделана попытка обобщить накопленный опыт по лазерам на алюмоиттриевом гранате с неодимом и изложить материал в форме, доступной не только инженерам-разработчикам, но и специалистам, связанным с эксплуатацией лазеров. Кроме того, представлен различного рода справочный материал по самым различным вопросам рассматриваемых лазеров. [25]

Активными материалами могут быть твердые диэлектрика, газы, полупроводники и жидкости; практически промышленные оптические квантовые генераторы выполняются на твердых телах или как газовые. В качестве твердых тел используют рубин ( плавленая окись алкжиния с добавкой 0 05 % трехвалентного хрома) и стекло С ПрИМесЯМИ неодима ( ДО 5 %), а в последнее время — алюмоиттриевый гранат с неодимом. [26]

В настоящее время есть все больше оснований полагать, что, кроме трансляционных дислокаций, точечных и других дефектов ( в каноническом восприятии этих понятий), в механических характеристиках и структуре большую роль играют также другие возбуждения решетки. Так, некоторые наблюдения наводят на мысль о возможности массопереноса по специфическим механизмам, которые не сводятся ни к дислокационным явлениям, ни к классической диффузии. Подобного рода факты получены при изучении алюмоиттриевых гранатов , подвергаемых царапанию и вдавливанию индентором. Неожиданный вывод получен на основе квантово-механических расчетов, допускающих возможность столь сильного взаимодействия электронной и решеточной подсистем при больших давлениях ( например, в зонах концентрации напряжений), в результате которого можно говорить об особом и очень сильном возбуждении кристалла, кардинальным образом изменяющем его потенциальный рельеф. [27]

Поскольку подавляющее число ионов неодима в обычном состоянии находится на основном уровне 4 / 9 / 2 ( точнее, подуровнях Zj — Z4), то поглощение света и переход ионов на уровни накачки происходит практически только с этого уровня. Поэтому путем наблюдения спектров поглощения кристаллов АИГ-Nd легко определить уровни накачки, а по интенсивности поглощения света сечение переходов. Кроме ионов неодима, свет поглощается и самой матрицей алюмоиттриевого граната . Как указывалось в § 1.1, матрица прозрачна в диапазоне 240 — 6000 нм. Поэтому в диапазоне видимого и ближнего инфракрасного излучения, где находятся наиболее сильные линии поглощения и усиления кристаллов АИГ-TSJd, полосы поглощения матрицы отсутствуют. Если же в спектре поглощения матрицы появляются полосы, то они обусловлены примесями или дефектами структуры, возникающими в кристалле из-за несовершенства технологии производства. [28]

В объеме настоящей книги дать достаточно подробное описание всех режимов генерации, элементов и конструкции, применения лазеров на гранате с неодимом не представляется возможным. Сюда прежде всего относится материал по активной среде — кристаллам алюмоиттриевого граната с неодимом ( гл. Кроме традиционных вопросов по физико-механическим свойствам и спектрам люминесценции и поглощения кристалла в главе дан материал по динамике населенностей уровней накачки и генерации, рассмотрены термооптические искажения, оказывающие существенное влияние на характеристики излучения. Также подробно рассмотрены методы расчета энергетических и временных характеристик излучения лазеров в основных режимах генерации ( гл. [29]

При работе в непрерывном режиме наиболее важными параметрами являются мощность лазерного излучения, его расходимость и диаметр луча. Чтобы обеспечить плотность мощности, достаточную для осуществления процесса упрочнения, необходимо получить высокую мощность непрерывного излучения. Этому требованию из многих твердотельных лазеров отвечает лишь лазер на алюмоиттриевом гранате . [30]

Химическое полирование и травление алюмоиттриевого граната

Цена:

Авторы работы:

Научный журнал:

Год выхода:

Текст научной статьи на тему «СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ АЛЮМОИТТРИЕВЫХ ГРАНАТОВ, ЛЕГИРОВАННЫХ НЕОДИМОМ И ИТТЕРБИЕМ»

ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2010, том 55, № 12, с. 1945-1948

СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ АЛЮМОИТТРИЕВЫХ ГРАНАТОВ, ЛЕГИРОВАННЫХ НЕОДИМОМ И ИТТЕРБИЕМ

© 2010 г. Г. В. Зимина*, А. В. Новоселов*, И. Н. Смирнова*, Ф. М. Спиридонов**,

Г. Я. Пушкина**, Л. Н. Комиссарова**

*Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова **Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Поступила в редакцию 14.07.2009 г.

Соосаждением гидроксидов и криохимическим методом синтезированы замещенные иттербием и неодимом алюмоиттриевые гранаты. Получены непрерывный ряд твердых растворов в системе У3Л15012 —УЬ3Л15012 и ограниченные твердые растворы (N^¥1 _х)3Л15012 (0 1.7.

Так как ионы алюминия и галлия имеют близкие размеры с ионами железа, последние могут быть полностью замещены ими с получением алюмоиттриевого (У3Л15012) и галлийгадолиниевого (0ё30а5012) гранатов.

Алюмогранаты известны для всех тяжелых лантаноидов и иттрия, галлиевые гранаты — для всех лантаноидов, кроме лантана и церия, и иттрия.

В структурах гранатов возможно частичное замещение М3+-ионов, как изовалентное, так и гете-ровалентное, вследствие чего становится возможным получение гаммы материалов с различными свойствами. Так, частичное замещение галлия в галлийгадолиниевых гранатах на скандий (Оё3Оа5 _ х8ех012, х по теме «Химия»

БАУМЕР В.Н., ВОЗНЫЙ В.Л., КОПЫЛОВ Ю.Л., КОСЬЯНОВ Д.Ю., КРАВЧЕНКО В.Б., ТОЛМАЧЕВ А.В., ЯВЕЦКИЙ Р.П. — 2015 г.

БАЛАБАНОВ С.С., ГАВРИЩУК Е.М., ДРОБОТЕНКО В.В., КУТЬИН А.М., ПОЛЯКОВ В.С., СТОРОЖЕВА Т.И. — 2009 г.

БАЛАБАНОВ С.С., ГАВРИЩУК Е.М., ДРОБОТЕНКО В.В., ПЛЕХОВИЧ А.Д., РОСТОКИНА Е.Е. — 2014 г.

ЖУРАВЛЕВА М.А., ЗИМИНА Г.В., ИЛЬИНСКИЙ А.Л., НОВОСЕЛОВ А.В., СМИРНОВА И.Н., СПИРИДОНОВ Ф.М. — 2009 г.