stringtranslate.com

Нитрид кремния

Нитрид кремния — химическое соединение элементов кремния и азота . Si
3Н
4( Третанитрид трикремния ) является наиболее термодинамически стабильным и коммерчески важным из нитридов кремния, [6] и термин ″ Нитрид кремния ″ обычно относится к этому конкретному составу. Это белое, высокоплавкое твердое вещество, которое относительно химически инертно, подвергаясь воздействию разбавленной HF и горячего H
3ПО
4. Он очень твердый (8,5 по шкале Мооса ). Он имеет высокую термическую стабильность с сильными оптическими нелинейностями для полностью оптических применений. [7]

Производство

Нитрид кремния получают путем нагревания порошкообразного кремния при температуре от 1300 °C до 1400 °C в атмосфере азота:

3 Si + 2 N
2→ Да
3Н
4

Вес образца кремния постепенно увеличивается из-за химического соединения кремния и азота. Без железного катализатора реакция завершается через несколько часов (~7), когда не обнаруживается дальнейшего увеличения веса из-за поглощения азота (на грамм кремния). [ необходима цитата ]

В дополнение к Си
3Н
4, в литературе сообщалось о нескольких других фазах нитрида кремния (с химическими формулами, соответствующими различным степеням нитридизации/степени окисления Si). К ним относятся газообразный мононитрид дисилиция ( Si
2N ), мононитрид кремния (SiN) и сесквинитрид кремния ( Si
2Н
3), каждая из которых представляет собой стехиометрическую фазу. Как и в случае с другими огнеупорами , продукты, полученные в ходе этих высокотемпературных синтезов, зависят от условий реакции (например, времени, температуры и исходных материалов, включая реагенты и материалы контейнера), а также от способа очистки. Однако существование сесквинитрида с тех пор оказалось под вопросом. [8]

Его также можно получить диимидным путем: [9]

SiCl
4+ 6 НГ
3 → Si(NH)
2+ 4 НГ
4Cl (т) при 0 °C
3 Si(NH)
2→ Да
3Н
4+ Н
2+ 3 ч.
2(г) при 1000 °С

Также было изучено карботермическое восстановление диоксида кремния в атмосфере азота при 1400–1450 °C: [9]

3 SiO
2+ 6 С + 2 С
2→ Да
3Н
4+ 6 СО

Азотирование кремниевого порошка было разработано в 1950-х годах после «повторного открытия» нитрида кремния и стало первым крупномасштабным методом производства порошка. Однако использование сырого кремния низкой чистоты привело к загрязнению нитрида кремния силикатами и железом . Разложение диимида приводит к образованию аморфного нитрида кремния, который требует дальнейшего отжига в азоте при температуре 1400–1500 °C для преобразования его в кристаллический порошок; в настоящее время это второй по важности путь для коммерческого производства. Карботермическое восстановление было самым ранним методом производства нитрида кремния и в настоящее время считается наиболее экономически эффективным промышленным путем получения порошка нитрида кремния высокой чистоты. [9]

Нанесение пленки

Пленки нитрида кремния электронного качества формируются с помощью химического осаждения из паровой фазы (CVD) или одного из его вариантов, например, плазменно-усиленного химического осаждения из паровой фазы (PECVD): [9] [10]

3 Сих
4(г) + 4 NH
3(г) → Си
3Н
4(с) + 12 Н
2(г) при 750–850°С [11]
3 SiCl
4(г) + 4 NH
3(г) → Си
3Н
4(т) + 12 HCl(г)
3 SiCl
2ЧАС
2(г) + 4 NH
3(г) → Си
3Н
4(т) + 6 HCl(г) + 6 H
2(г)

Для нанесения слоев нитрида кремния на полупроводниковые (обычно кремниевые) подложки используют два метода: [10]

  1. Технология химического осаждения паров при низком давлении (LPCVD), которая работает при довольно высокой температуре и выполняется либо в вертикальной, либо в горизонтальной трубчатой ​​печи, [12] или
  2. Технология плазменно-усиленного атомно-слоевого химического осаждения из паровой фазы (PECVD), которая работает при довольно низкой температуре (≤ 250 °C) и условиях вакуума. [13] Примерами являются (бисдиэтиламино)силан в качестве прекурсора кремния и плазма N 2 в качестве реагента. [13]

Поскольку константы решетки нитрида кремния и кремния различны, в зависимости от процесса осаждения может возникнуть напряжение или стресс . Особенно при использовании технологии PECVD это напряжение может быть уменьшено путем регулировки параметров осаждения. [14]

Нанопроволоки из нитрида кремния также могут быть получены методом золь-гель с использованием карботермического восстановления с последующим азотированием силикагеля , который содержит сверхтонкие частицы углерода. Частицы могут быть получены путем разложения декстрозы в диапазоне температур 1200–1350 °C. Возможные реакции синтеза: [15]

SiO
2(т) + C(т) → SiO(г) + CO(г)     и
3 SiO(г) + 2 Н
2(г) + 3 CO(г) → Si
3Н
4(с) + 3 СО
2(г)     или
3 SiO(г) + 2 Н
2(г) + 3 С(т) → Si
3Н
4(т) + 3 СО(г).

Обработка

Нитрид кремния трудно производить в виде объемного материала — его нельзя нагревать выше 1850 °C, что значительно ниже его точки плавления , из-за диссоциации на кремний и азот. Поэтому применение обычных методов горячего прессования спекания проблематично. Связывание порошков нитрида кремния может быть достигнуто при более низких температурах путем добавления материалов, называемых спекающими добавками или «связующими», которые обычно вызывают определенную степень спекания жидкой фазы. [16] Более чистой альтернативой является использование искрового плазменного спекания , при котором нагрев проводится очень быстро (секунды) путем пропускания импульсов электрического тока через уплотненный порошок. Плотные прессовки нитрида кремния были получены с помощью этих методов при температурах 1500–1700 °C. [17] [18]

Кристаллическая структура и свойства

Синие атомы — это атомы азота, а серые — атомы кремния.

Существуют три кристаллографические структуры нитрида кремния ( Si
3Н
4), обозначаемые как α, β и γ фазы. [19] α и β фазы являются наиболее распространенными формами Si
3Н
4, и может быть получена в условиях нормального давления. Фаза γ может быть синтезирована только при высоких давлениях и температурах и имеет твердость 35 ГПа. [20] [21]

α- и β- Si
3Н
4имеют тригональную ( символ Пирсона hP28, пространственная группа P31c, № 159) и гексагональную (hP14, P6 3 , № 173) структуры, соответственно, которые построены путем объединения углов SiN
4 Тетраэдры . Их можно рассматривать как состоящие из слоев атомов кремния и азота в последовательности ABAB... или ABCDABCD... в β- Si
3Н
4и α- Si
3Н
4, соответственно. Слой AB одинаков в α- и β-фазах, а слой CD в α-фазе связан с AB плоскостью c-скольжения. Si
3Н
4тетраэдры в β- Si
3Н
4соединены между собой таким образом, что образуются туннели, идущие параллельно оси c элементарной ячейки. Благодаря плоскости c-скольжения, которая связывает AB с CD, α-структура содержит полости вместо туннелей. Кубический γ- Si
3Н
4часто обозначается как модификация c в литературе, по аналогии с кубической модификацией нитрида бора (c-BN). Он имеет структуру типа шпинели , в которой два атома кремния координируют шесть атомов азота октаэдрически, а один атом кремния координирует четыре атома азота тетраэдрически. [22]

Более длинная последовательность укладки приводит к тому, что α-фаза имеет большую твердость, чем β-фаза. Однако α-фаза химически нестабильна по сравнению с β-фазой. При высоких температурах, когда присутствует жидкая фаза, α-фаза всегда трансформируется в β-фазу. Поэтому β- Si
3Н
4является основной формой, используемой в языке Si
3Н
4керамика. [23] Аномальный рост зерен может происходить в легированном β- Si
3Н
4, в результате чего аномально большие удлиненные зерна образуются в матрице более мелких равноосных зерен и могут служить методом повышения вязкости разрушения в этом материале путем перекрытия трещин. [24] Аномальный рост зерен в легированном нитриде кремния возникает из-за диффузии, усиленной добавками, и приводит к образованию композитных микроструктур, которые также можно рассматривать как «композиты in-situ» или «самоупрочняющиеся материалы». [25]

В дополнение к кристаллическим полиморфам нитрида кремния, стекловидные аморфные материалы могут быть образованы как продукты пиролиза прекерамических полимеров , чаще всего содержащие различные количества остаточного углерода (поэтому их более уместно рассматривать как карбонитриды кремния). В частности, поликарбосилазан может быть легко преобразован в аморфную форму материала на основе карбонитрида кремния при пиролизе, что имеет ценные последствия для обработки материалов из нитрида кремния с помощью методов обработки, более широко используемых для полимеров. [26]

Приложения

В целом, основной проблемой применения нитрида кремния была не техническая производительность, а стоимость. По мере снижения стоимости число производственных применений увеличивается. [27]

Автомобильная промышленность

Одной из основных областей применения спеченного нитрида кремния является производство деталей двигателей. Его можно использовать в дизельных двигателях , свечах накаливания для ускорения времени запуска; камерах предварительного сгорания (вихревых камерах) для снижения выбросов, времени запуска и шума; и турбокомпрессорах для снижения задержки двигателя и выбросов. В двигателях с искровым зажиганием нитрид кремния используется для прокладок коромысла для снижения износа , турбин турбокомпрессоров для снижения инерции и уменьшения задержки двигателя, а также в клапанах управления выхлопными газами для увеличения ускорения. В настоящее время, по оценкам, ежегодно производится более 300 000 турбокомпрессоров из спеченного нитрида кремния.

Нитрид кремния используется в некоторых высокоэффективных автомобильных керамических покрытиях для защиты краски. [9] [16] [27]

Подшипники

Детали подшипников Si 3 N 4

Подшипники из нитрида кремния являются как полностью керамическими подшипниками, так и керамическими гибридными подшипниками с шариками из керамики и дорожками качения из стали. Керамика из нитрида кремния имеет хорошую ударопрочность по сравнению с другими видами керамики. Поэтому шарикоподшипники из керамики из нитрида кремния используются в подшипниках с высокими эксплуатационными характеристиками. Характерным примером является использование подшипников из нитрида кремния в главных двигателях космического челнока NASA . [28] [29]

Так как шарикоподшипники из нитрида кремния тверже металла, это уменьшает контакт с дорожкой подшипника. Это приводит к 80% меньшему трению, в три-десять раз большему сроку службы, 80% более высокой скорости, 60% меньшему весу, возможности работать с голоданием смазки, более высокой коррозионной стойкостью и более высокой рабочей температурой по сравнению с традиционными металлическими подшипниками. [27] Шарики из нитрида кремния весят на 79% меньше, чем шарики из карбида вольфрама . Шарикоподшипники из нитрида кремния можно найти в высококачественных автомобильных подшипниках, промышленных подшипниках, ветряных турбинах , автоспорте, велосипедах, роликовых коньках и скейтбордах . Подшипники из нитрида кремния особенно полезны в приложениях, где коррозия или электрические или магнитные поля запрещают использование металлов, например, в приливных расходомерах, где воздействие морской воды является проблемой, или в искателях электрического поля. [16]

Si 3 N 4 был впервые продемонстрирован как превосходный подшипник в 1972 году, но не достиг производства до почти 1990 года из-за проблем, связанных с сокращением стоимости. С 1990 года стоимость была существенно снижена, поскольку объем производства увеличился. Хотя Si
3Н
4Подшипники по-прежнему в два-пять раз дороже лучших стальных подшипников, их превосходные эксплуатационные характеристики и срок службы оправдывают быстрое внедрение. Около 15–20 миллионов Si
3Н
4Шарики подшипников были произведены в США в 1996 году для станков и многих других применений. Рост оценивается в 40% в год, но может быть еще выше, если керамические подшипники будут выбраны для потребительских применений, таких как роликовые коньки и компьютерные дисководы. [27]

Испытания НАСА показывают, что керамические гибридные подшипники демонстрируют гораздо меньшую усталостную долговечность (износ), чем стандартные цельностальные подшипники. [30]

Высокотемпературный материал

Двигатель на основе нитрида кремния. Слева: установлен на испытательном стенде. Справа: проходит испытания с топливом H 2 /O 2

Нитрид кремния давно используется в высокотемпературных приложениях. В частности, он был идентифицирован как один из немногих монолитных керамических материалов, способных выдерживать сильный тепловой удар и температурные градиенты, возникающие в водородно-кислородных ракетных двигателях. Чтобы продемонстрировать эту способность в сложной конфигурации, ученые НАСА использовали передовую технологию быстрого прототипирования для изготовления цельного компонента камеры сгорания/сопла (двигателя) диаметром один дюйм. Двигатель был испытан горячим огнем с водородно-кислородным топливом и выдержал пять циклов, включая 5-минутный цикл при температуре материала 1320 °C. [31]

В 2010 году нитрид кремния использовался в качестве основного материала в двигателях космического зонда JAXA Akatsuki . [32]

Нитрид кремния использовался для «микрозатворов», разработанных для спектрографа ближнего инфракрасного диапазона на борту космического телескопа Джеймса Уэбба . Согласно NASA: «Рабочая температура криогенная, поэтому устройство должно работать при экстремально низких температурах. Еще одной проблемой была разработка затворов, которые могли бы: открываться и закрываться многократно без усталости; открываться по отдельности; и открываться достаточно широко, чтобы соответствовать научным требованиям инструмента. Нитрид кремния был выбран для использования в микрозатворах из-за его высокой прочности и устойчивости к усталости». Эта система микрозатворов позволяет инструменту наблюдать и анализировать до 100 небесных объектов одновременно. [33]

Медицинский

Нитрид кремния имеет множество ортопедических применений. [34] [35] Материал также является альтернативой PEEK (полиэфирэфиркетон) и титану , которые используются для устройств для спондилодеза (последний относительно дорогой). [36] [37] Именно гидрофильная , микротекстурированная поверхность нитрида кремния способствует прочности, долговечности и надежности материала по сравнению с PEEK и титаном. [35] [36] [38] Некоторые составы этого материала проявляют антибактериальные, [39] противогрибковые [40] или противовирусные свойства. [41]

Металлообработка и резка

Первое крупное применение Si
3Н
4был абразивным и режущим инструментом . Массовый, монолитный нитрид кремния используется в качестве материала для режущих инструментов из-за его твердости, термической стабильности и износостойкости . Он особенно рекомендуется для высокоскоростной обработки чугуна . Горячая твердость , вязкость разрушения и стойкость к тепловому удару означают, что спеченный нитрид кремния может резать чугун, твердую сталь и сплавы на основе никеля со скоростью обработки поверхности в 25 раз выше, чем при использовании обычных материалов, таких как карбид вольфрама. [16] Использование Si
3Н
4режущие инструменты оказали огромное влияние на объемы производства. Например, торцевое фрезерование серого чугуна с использованием вставок из нитрида кремния удвоило скорость резания, увеличило срок службы инструмента с одной детали до шести деталей на кромку и снизило среднюю стоимость вставок на 50% по сравнению с традиционными инструментами из карбида вольфрама . [9] [27]

Электроника

Пример локального окисления кремния через маску Si 3 N 4

Нитрид кремния часто используется в качестве изолятора и химического барьера в производстве интегральных схем , для электрической изоляции различных структур или в качестве маски травления в объемной микрообработке . В качестве пассивирующего слоя для микрочипов он превосходит диоксид кремния , поскольку является значительно лучшим диффузионным барьером против молекул воды и ионов натрия , двух основных источников коррозии и нестабильности в микроэлектронике. Он также используется в качестве диэлектрика между слоями поликремния в конденсаторах в аналоговых чипах. [42]

Кантилевер Si 3 N 4, используемый в атомно-силовых микроскопах

Нитрид кремния, нанесенный методом LPCVD, содержит до 8% водорода. Он также испытывает сильное растягивающее напряжение , которое может привести к растрескиванию пленок толщиной более 200 нм. Однако он имеет более высокое удельное сопротивление и диэлектрическую прочность, чем большинство изоляторов, обычно доступных в микропроизводстве (10 16 Ом · см и 10 МВ/см соответственно). [10]

В качестве изолирующих слоев используют не только нитрид кремния, но и различные тройные соединения кремния, азота и водорода (SiN x H y ). Их плазменно-осаждаемые покрытия получают с использованием следующих реакций: [10]

2 SiH
4(г) + Н
2(г) → 2 SiNH(т) + 3 H
2(г)
SiH
4(г) + NH
3(г) → SiNH(т) + 3 H
2(г)

Эти пленки SiNH имеют гораздо меньшее растягивающее напряжение, но худшие электрические свойства (сопротивление от 10 6 до 10 15  Ом·см и диэлектрическая прочность от 1 до 5 МВ/см), [10] [43] и термически стабильны к высоким температурам при определенных физических условиях. Нитрид кремния также используется в ксерографическом процессе в качестве одного из слоев фотобарабана. [44] Нитрид кремния также используется в качестве источника зажигания для бытовых газовых приборов. [45] Благодаря своим хорошим упругим свойствам нитрид кремния, наряду с кремнием и оксидом кремния, является наиболее популярным материалом для кантилеверов — чувствительных элементов атомно-силовых микроскопов . [46]

Желательные приложения

Солнечные элементы

Солнечные элементы часто покрываются антибликовым покрытием . Для этого может использоваться нитрид кремния, а его показатель преломления можно регулировать, изменяя параметры процесса осаждения. [47]

Фотонные интегральные схемы

Фотонные интегральные схемы могут быть изготовлены из различных материалов, также называемых материальными платформами. Нитрид кремния является одной из таких материальных платформ, рядом, например, с Silicon Photonics и Indium Phosphide . Фотонные интегральные схемы на основе нитрида кремния имеют широкий спектральный охват и характеризуются низкими потерями света. [48] Это делает их очень подходящими для детекторов, спектрометров, биосенсоров и квантовых компьютеров. Самые низкие потери распространения, зарегистрированные в SiN (от 0,1 дБ/см до 0,1 дБ/м), были достигнуты волноводами TriPleX компании LioniX International. [49]

Высоконагруженные мембраны

Нитрид кремния оказался подходящей платформой для высокопрочных тонкопленочных мембранных устройств. [50] [51] Эти устройства использовались в качестве сенсорных устройств в самых разных научных экспериментах, включая спектроскопические приложения [52] и поиски темной материи . [53]

История

Первый синтез нитрида кремния был описан в 1857 году Анри Этьеном Сент-Клером Девилем и Фридрихом Вёлером . [54] В их методе кремний нагревался в тигле, помещенном внутрь другого тигля, заполненного углеродом, чтобы уменьшить проникновение кислорода во внутренний тигель. Они сообщили о продукте, который они назвали нитридом кремния, но не указали его химический состав. Пауль Шютценбергер первым сообщил о продукте с составом тетранитрида, Si
3Н
4, в 1879 году, который был получен путем нагревания кремния с браской (паста, получаемая путем смешивания древесного угля, угля или кокса с глиной, которая затем используется для футеровки тиглей) в доменной печи. В 1910 году Людвиг Вайс и Теодор Энгельгардт нагревали кремний в атмосфере чистого азота, чтобы получить Si
3Н
4[55] Э. Фридрих и Л. Зиттиг получили Si 3 N 4 в 1925 году путем карботермического восстановления в азоте, то есть нагреванием кремния, углерода и азота при 1250–1300 °C.

Нитрид кремния оставался всего лишь химической диковинкой в ​​течение десятилетий, прежде чем он был использован в коммерческих целях. С 1948 по 1952 год компания Carborundum Company, Ниагарский водопад, штат Нью-Йорк, подала заявки на несколько патентов на производство и применение нитрида кремния. [9] К 1958 году нитрид кремния Haynes ( Union Carbide ) был в коммерческом производстве для трубок термопар , сопел ракет, а также лодок и тиглей для плавки металлов. Британские работы по нитриду кремния, начатые в 1953 году, были направлены на высокотемпературные части газовых турбин и привели к разработке реакционно-связанного нитрида кремния и горячепрессованного нитрида кремния. В 1971 году Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США заключило контракт на 17 миллионов долларов США с Ford и Westinghouse на две керамические газовые турбины. [56]

Несмотря на то , что свойства нитрида кремния были хорошо известны, его естественное наличие было обнаружено только в 1990-х годах в виде крошечных включений (  размером около 2 мкм × 0,5 мкм) в метеоритах . Минерал был назван ниеритом в честь пионера масс-спектрометрии Альфреда О.К. Ниера . [57] Этот минерал, возможно, был обнаружен ранее, опять же исключительно в метеоритах, советскими геологами. [58]

Ссылки

  1. ^ "Нитрид кремния (соединение)". PubChem . Получено 2023-06-04 .
  2. ^ abcd Haynes, William M., ред. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92-е изд.). Boca Raton, FL: CRC Press . стр. 4.88. ISBN 1-4398-5511-0.
  3. ^ База данных показателей преломления. Refractiveindex.info
  4. ^ CRC handbook ofchemistry and physics: a ready-reference book of chemical and physical data. Уильям М. Хейнс, Дэвид Р. Лид, Томас Дж. Бруно (2016-2017, 97-е изд.). Бока-Ратон, Флорида. 2016. ISBN 978-1-4987-5428-6. OCLC  930681942.{{cite book}}: CS1 maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка )
  5. ^ ИЗДЕЛИЕ № SI-501, ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ ПОРОШКА НИТРИДА КРЕМНИЯ Архивировано 06.06.2014 на Wayback Machine . metal-powders-compounds.micronmetals.com
  6. ^ Меллор, Джозеф Уильям (1947). Всеобъемлющий трактат по неорганической и теоретической химии . Том 8. Longmans, Green and Co. стр. 115–7. OCLC  493750289.
  7. ^ Лопес-Суарес, А.; Торрес-Торрес, К.; Ранхель-Рохо, Р.; Рейес-Эскеда, JA; Сантана, Г.; Алонсо, Х. К.; Ортис, А.; Оливер, А. (2009-06-08). «Модификация нелинейного оптического поглощения и оптического отклика Керра, проявляемого nc-Si, внедренным в пленку нитрида кремния». Optics Express . 17 (12): 10056–10068. Bibcode : 2009OExpr..1710056L. doi : 10.1364/OE.17.010056 . ISSN  1094-4087. PMID  19506657.
  8. ^ Карлсон, О. Н. (1990). «Система N-Si (азот-кремний)». Бюллетень фазовых диаграмм сплавов . 11 (6): 569–573. doi :10.1007/BF02841719.
  9. ^ abcdefg Райли, Фрэнк Л. (2004). «Нитрид кремния и родственные материалы». Журнал Американского керамического общества . 83 (2): 245–265. doi :10.1111/j.1151-2916.2000.tb01182.x.
  10. ^ abcde Ниши, Ёсио; Деринг, Роберт (2000). Справочник по технологии производства полупроводников. CRC Press. С. 324–325. ISBN 978-0-8247-8783-7.
  11. ^ Морган, Д.В.; Борд, К. (1991). Введение в полупроводниковую микротехнологию (2-е изд.). Чичестер, Западный Сассекс, Англия: John Wiley & Sons. стр. 27. ISBN 978-0471924784.
  12. ^ "Crystec Technology Trading GmbH, Сравнение вертикальных и горизонтальных трубчатых печей в полупроводниковой промышленности". crystec.com . Получено 2009-06-06 .
  13. ^ ab Shen, Jie; Roozeboom, Fred; Mameli, Alfredo (2023). "Atmospheric-Pressure Plasma-Enhanced Spatial Atomic Layer Deposition of Silicon Nitride at Low Temperature" (Усиленное плазмой атмосферного давления пространственное атомно-слоевое осаждение нитрида кремния при низкой температуре). Atomic Layer Deposition . doi :10.15212/aldj-2023-1000. S2CID  257304966 . Получено 2023-04-30 .
  14. ^ "Crystec Technology Trading GmbH, нанесение слоев нитрида кремния" . Получено 2009-06-06 .
  15. ^ Гош Чаудхури, Махуа; Дей, Раджиб; Митра, Манодж К.; Дас, Гопеш К.; Мукерджи, Сиддхартха (2008). «Новый метод синтеза нанопроволок α-Si3N4 золь-гель способом». Наука и технология перспективных материалов . 9 (1): 5002. Бибкод : 2008STAdM...9a5002G. дои : 10.1088/1468-6996/9/1/015002. ПМК 5099808 . ПМИД  27877939. 
  16. ^ abcd Соррелл, Крис (2001-02-06). "Свойства и применение нитрида кремния (Si₃N₄)". AZo Journal of Materials . ISSN  1833-122X. OCLC  939116350.
  17. ^ Нисимура, Т.; Сюй, Х.; Кимото, К.; Хиросаки, Н.; Танака, Х. (2007). «Изготовление нанокерамики из нитрида кремния — приготовление порошка и спекание: обзор». Наука и технология передовых материалов . 8 (7–8): 635–643. Bibcode :2007STAdM...8..635N. doi : 10.1016/j.stam.2007.08.006 .
  18. ^ Пэн, стр. 38
  19. ^ "Кристаллические структуры Si3N4". hardmaterials.de . Получено 2009-06-06 .
  20. ^ Jiang, JZ; Kragh, F.; Frost, DJ; Ståhl, K.; Lindelov, H. (2001). "Твердость и термическая стабильность кубического нитрида кремния". Journal of Physics: Condensed Matter . 13 (22): L515. Bibcode : 2001JPCM...13L.515J. doi : 10.1088/0953-8984/13/22/111. S2CID  250763667.
  21. ^ "Свойства гамма-Si3N4". Архивировано из оригинала 15 июля 2006 г. Получено 2009-06-06 .
  22. ^ Пэн, стр. 1-3
  23. ^ Чжу, Синьвэнь; Сакка, Йошио (2008). «Текстурированный нитрид кремния: обработка и анизотропные свойства». Наука и технология современных материалов . 9 (3): 3001. Bibcode :2008STAdM...9c3001Z. doi :10.1088/ 1468-6996 /9/3/033001. PMC 5099652. PMID  27877995. 
  24. ^ Аномальный рост зерна Журнал роста кристаллов
  25. ^ Влияние роста зерен нитрида кремния B на прочность, модуль Вейбулла и вязкость разрушения. Журнал Американского керамического общества.
  26. ^ Ван, Сифань; Шмидт, Франциска; Ханаор, Дориан; Камм, Пол Х.; Ли, Шуан; Гурло, Александр (2019). «Аддитивное производство керамики из прекерамических полимеров: универсальный стереолитографический подход с использованием тиол-еновой клик-химии». Аддитивное производство . 27 : 80–90. arXiv : 1905.02060 . Бибкод : 2019arXiv190502060W. дои : 10.1016/j.addma.2019.02.012. S2CID  104470679.
  27. ^ abcde Richerson, David W.; Freita, Douglas W. «Керамическая промышленность». Возможности передовой керамики для удовлетворения потребностей отраслей будущего . Национальная лаборатория Оук-Ридж. hdl :2027/coo.31924090750534. OCLC  692247038.
  28. ^ "Керамические шарики увеличивают срок службы подшипников двигателя шаттла". NASA. Архивировано из оригинала 2004-10-24 . Получено 2009-06-06 .
  29. ^ "Space Shuttle Main Engine Enhancements". NASA. Архивировано из оригинала 2012-10-11 . Получено 2009-06-06 .
  30. ^ Зарецкий, Эрвин В.; Влчек, Брайан Л.; Хендрикс, Роберт К. (1 апреля 2005 г.). «Влияние шариков и роликов из нитрида кремния на срок службы подшипников качения».
  31. ^ Экель, Эндрю Дж. (1999). «Испытание ракетных двигателей на основе нитрида кремния прошло успешно». NASA. Архивировано из оригинала 4 апреля 2009 г.
  32. ^ Результат маневра управления орбитой венерианского климатического орбитального аппарата «AKATSUKI». JAXA (2010-07-06)
  33. ^ Космический телескоп Джеймса Уэбба / Центр космических полетов Годдарда > Инновации > Микрозатворы / НАСА (25.06.2020).
  34. ^ Олофссон, Джоанна; Грек, Т. Микаэль; Берлинд, Торунь; Перссон, Сесилия; Джейкобсон, Стаффан; Энгквист, Хокан (2012). «Оценка нитрида кремния как износостойкой и рассасывающейся альтернативы для тотальной замены тазобедренного сустава». Биоматерия . 2 (2): 94–102. дои : 10.4161/biom.20710. ПМЦ 3549862 . ПМИД  23507807. 
  35. ^ ab Mazzocchi, M; Bellosi, A (2008). «О возможности использования нитрида кремния в качестве керамики для структурных ортопедических имплантатов. Часть I: Обработка, микроструктура, механические свойства, цитотоксичность». Журнал материаловедения: Материалы в медицине . 19 (8): 2881–7. doi :10.1007/s10856-008-3417-2. PMID  18347952. S2CID  10388233.
  36. ^ ab Webster, TJ; Patel, AA; Rahaman, MN; Sonny Bal, B. (2012). «Противоинфекционные и остеоинтеграционные свойства нитрида кремния, полиэфирэфиркетона и титановых имплантатов». Acta Biomaterialia . 8 (12): 4447–54. doi :10.1016/j.actbio.2012.07.038. PMID  22863905.
  37. ^ Андерсон, MC; Олсен, R (2010). «Врастание кости в пористый нитрид кремния». Журнал исследований биомедицинских материалов, часть A. 92 ( 4): 1598–605. doi : 10.1002/jbm.a.32498 . PMID  19437439.
  38. ^ Арафат, Ахмед; Шроен, Карин; Де Смет, Луи CPM; Зудхёльтер, Эрнст JR; Цуйльхоф, Хан (2004). «Индивидуальная функционализация поверхностей нитрида кремния». Журнал Американского химического общества . 126 (28): 8600–1. doi :10.1021/ja0483746. PMID  15250682.
  39. ^ Пеццотти, Джузеппе; Марин, Элия; Адачи, Тецуя; Лерусси, Федерика; Рондинелла, Альфредо; Боскетто, Франческо; Чжу, Вэньлян; Китадзима, Такаши; Инада, Косукэ; Макинтайр, Брайан Дж.; Бок, Райан М. (24 апреля 2018 г.). «Включение Si3 N4 в PEEK для производства антибактериальных, остеокондуктивных и рентгенопрозрачных спинальных имплантатов». Макромолекулярная биология . 18 (6): 1800033. doi :10.1002/mabi.201800033. ISSN  1616-5187. ПМИД  29687593.
  40. ^ МакЭнтайр, Б., Бок, Р., и Бал, BSUS Application. № 20200079651. 2020.
  41. ^ Пеццотти, Джузеппе; Огитани, Эрико; Шин-Я, Масахару; Адачи, Тецуя; Марин, Элия; Боскетто, Франческо; Чжу, Вэньлян; Мазда, Осам (20 июня 2020 г.). «Быстрая инактивация SARS-CoV-2 нитридом кремния, меди и нитридом алюминия». дои : 10.1101/2020.06.19.159970. S2CID  220044677 . Проверено 21 сентября 2020 г. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  42. ^ Пирсон, Хью О. (1992). Справочник по химическому осаждению из паровой фазы (CVD). Уильям Эндрю. стр. 282. ISBN 978-0-8155-1300-1.
  43. ^ Sze, Simon M.; Lee, Ming-Kwei (2012). Полупроводниковые приборы: физика и технология (3-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Wiley. стр. 406. ISBN 978-1-118-13983-7.
  44. ^ Герцог, Чарльз Б.; Нуланди, Яан; Тирет, Трейси (2002). «Поверхностные науки ксерографии» (PDF) . Поверхностная наука . 500 (1–3): 1005–1023. Бибкод : 2002SurSc.500.1005D. дои : 10.1016/S0039-6028(01)01527-8.
  45. ^ Левинсон, Л.М. и др. (17 апреля 2001 г.) «Система зажигания для газового прибора» Патент США 6,217,312
  46. ^ Оринг, М. (2002). Материаловедение тонких пленок: осаждение и структура. Academic Press. стр. 605. ISBN 978-0-12-524975-1.
  47. ^ Раджиндер Шарма (2 июля 2019 г.). «Влияние наклона падающего света на производительность кремниевых солнечных элементов». Heliyon . 5 (7): e01965. Bibcode :2019Heliy...501965S. doi : 10.1016/j.heliyon.2019.e01965 . PMC 6611928 . PMID  31317080. 
  48. ^ Бузаверов, Кирилл А.; Бабурин Александр С.; Сергеев Евгений Владимирович; Авдеев Сергей С.; Лотков Евгений С.; Андроник, Михаил; Стукалова Виктория Евгеньевна; Баклыков Дмитрий А.; Дьяконов Иван Васильевич; Скрябин Николай Н.; Сайгин Михаил Ю.; Кулик Сергей П.; Рыжиков Илья А.; Родионов, Илья А. (01 мая 2023 г.). «Фотонные ИС из нитрида кремния с низкими потерями для полосы пропускания волн ближнего инфракрасного диапазона». Оптика Экспресс . 31 (10): 16227–16242. Бибкод : 2023OExpr..3116227B. дои : 10.1364/oe.477458 . ISSN  1094-4087. PMID  37157706.
  49. ^ Рулоффзен, Крис Г.Х.; Хекман, Марсель; Кляйн, Эдвин Дж.; Веверс, Леннарт С.; Тименс, Рулоф Бернардус; Марченко, Денис; Гескус, Дмитрий; Деккер, Рональд; Алиппи, Андреа; Грутжанс, Роберт; ван Рис, Альберт; Ольденбёвинг, Рууд М.; Эппинг, Йорн П.; Хайдеман, Рене Г.; Уорхофф, Керстин (июль 2018 г.). «Оптические волноводы Si3N4 TriPleX с низкими потерями: обзор технологий и приложений». Журнал IEEE по избранным темам квантовой электроники . 24 (4): 1–21. Бибкод : 2018IJSTQ..2493945R. doi : 10.1109/JSTQE.2018.2793945. ISSN  1077-260X. S2CID  3431441.
  50. ^ Wilson, DJ; Regal, CA; Papp, SB; Kimble, HJ (2009-11-13). "Оптомеханика полостей со стехиометрическими пленками SiN". Physical Review Letters . 103 (20): 207204. arXiv : 0909.0970 . Bibcode : 2009PhRvL.103t7204W. doi : 10.1103/PhysRevLett.103.207204. PMID  20366008.
  51. ^ Серра, Э.; Бавай, М.; Борриелли, А.; Ди Джузеппе, Г.; Форте, С.; Краль, Н.; Малосси, Н.; Маркони, Л.; Марин, Ф.; Марино, Ф.; Морана, Б.; Натали Р.; Пандро, Г.; Понтин, А.; Проди, Джорджия (01 июня 2016 г.). «Микропроизводство круглых высоконапряженных мембран из нитрида кремния большой площади для оптомеханических применений». Достижения АИП . 6 (6). arXiv : 1601.02669 . Бибкод : 2016AIPA....6f5004S. дои : 10.1063/1.4953805. ISSN  2158-3226.
  52. ^ Рамос, Дэниел; Малвар, Оскар; Дэвис, Закари Дж.; Тамайо, Хавьер; Каллея, Монтсеррат (14.11.2018). «Наномеханическая плазмонная спектроскопия одиночных золотых наночастиц». Nano Letters . 18 (11): 7165–7170. Bibcode : 2018NanoL..18.7165R. doi : 10.1021/acs.nanolett.8b03236. hdl : 10261/181326 . ISSN  1530-6984. PMID  30339403.
  53. ^ Мэнли, Джек; Чоудхури, Митул Дей; Грин, Дэниел; Сингх, Свати; Уилсон, Далзил Дж. (2021-02-10). «Поиск векторной темной материи с помощью оптомеханического акселерометра». Physical Review Letters . 126 (6): 061301. arXiv : 2007.04899 . Bibcode : 2021PhRvL.126f1301M. doi : 10.1103/PhysRevLett.126.061301. PMID  33635693.
  54. ^ "Ueber das Stickstoffsilicium" . Аннален дер Химии и Фармации . 104 (2): 256. 1857. doi :10.1002/jlac.18571040224.
  55. ^ Вайс, Л. и Энгельхардт, Т (1910). «Über die Stickstoffverbindungen des Siliciums». З. Анорг. Аллг. Хим . 65 (1): 38–104. дои : 10.1002/zaac.19090650107.
  56. ^ Картер, К. Барри и Нортон, М. Грант (2007). Керамические материалы: наука и техника. Springer. стр. 27. ISBN 978-0-387-46270-7.
  57. ^ Ли, MR; Рассел, SS ; Арден, JW; Пиллингер, CT (1995). "Ньерит (Si 3 N 4 ), новый минерал из обычных и энстатитовых хондритов". Meteoritics . 30 (4): 387. Bibcode :1995Metic..30..387L. doi :10.1111/j.1945-5100.1995.tb01142.x.
  58. ^ "Nierite". Mindat . Получено 2009-08-08 .

Цитируемые источники

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Нитрид кремния» .