 |
Реклама. ООО ГК "ВЕЛУНД СТАЛЬ СИБИРЬ" ИНН 5405075282 Erid: 2SDnjdu9Fh1
| |
простому диссоциативному распаду карбонильных молекул едва ли возможно.
Для того чтобы иметь возможность управлять процессом осаждения металла при газофазном распаде металлоорганических соединений, необходимо учитывать и понимать весьма различные аспекты протекания этого процесса. Один из талантливых учеников Г. А. Разуваева, ведущий специалист в области термоосаждения профессор Г. А. Домрачев, неоднократно подчеркивал в своих работах, что создание технологии получения неорганических пленок и покрытий требует опоры на фундаментальные исследования термодинамических, кинетических, макрокинетических, квантовохимических аспектов проблемы. Возникает, вообще говоря, масса вопросов: о транспорте реагента из зоны испарения в зону реакции, о взаимоотношении молекул с подложкой и друг с другом как в приведенном (слое газовой фазы, непосредственно примыкающем к подложке), так и в адсорбционном слое, о формах адсорбции, о химическом поведении молекул металлоорганического соединения в адсорбционном и приведенном слоях, о тепловых эффектах и скоростях этих процессов и т. д.
В науке о поверхности за последние 10 лет достигнут значительный прогресс. Однако объект исследования настолько сложен, что даже в идеализированных модельных экспериментах по изучению взаимодействия простых молекул с заведомо охарактеризованными поверхностями получать количественные, а иной раз и качественные ответы хотя бы на часть поставленных выше вопросов очень непросто. Сложность задачи многократно возрастает в нашем случае, когда поверхность обновляется с типичной скоростью 102—103 раз в секунду, а взаимодействуют с ней молекулы, состоящие из множества атомов, в том числе тяжелых.
Неудивительно поэтому, что эмпирический подход к анализу и технологическому построению процессов осаждения несколько преобладал в работах многих авторов. Поэтому с особым удовольствием следует подчеркнуть, что отечественная горьковская школа металлооргаников (в первую очередь это относится к Г. А. Домрачеву, Б. В. Жуку, Г. В. Алмазову и др.) сумела серьезно продвинуться в построении теоретических основ, развитии экспериментальных методов изучения процессов термоосаждения, разработки принципов конструирования аппаратуры.
Исследования горьковских химиков показали, что процесс осаждения металла (и вообще неорганических покрытий) в условиях термораспада металлоорганических соединений (МОС) весьма сложен и протекает через различные этапы. Главными являются массо- и теплоперенос, адсорбция—десорбция, формирование твердой фазы. Оказалось, что, хотя далеко не всегда собственно химические стадии определяют ход процесса в целом, тем не менее очень важно разбираться в специфике хемосорбции МОС, их последующем поведении в этой очень своеобразной физико-химической обстановке поверхности. Вопрос о реакционной способности МОС на поверхности чрезвычайно интересен также и сам по себе, вне, так сказать, проблемы термораспада, поскольку имеет выходы на проблему катализа и др. Очень важно и интересно установить, какие различия и что общего имеют химия МОС на поверхности, в растворах и газовой фазе.
Были проведены исследования форм адсорбции некоторых классов соединений переходных металлов. Оказалось, в частности, что молекулы карбонилов металлов (это было установлено на примере гексакарбонила хрома Сг(СО)в) могут хемосорбироваться на растущей поверхности, а не просто получать тепловой импульс за время столкновения с поверхностью. Молекулы Cr(СО)6 прилипают к поверхности за счет взаимодействия лигандов. При этом возникают поверхностные, своего рода оксикарбеновые комплексы: 
Карбонильные комплексы, имеющие в своем составе циклические лиганды, обнаруживают две формы адсорбции — физическую (с возникновением слабой связи между поверхностью и карбоциклическим лигандом)
и химическую (с присоединением через карбонильные лиганды по оксикарбеновому типу).
Мы видим, таким образом, что адсорбционные формы МОС в общем знакомы нам по «обычной» химии: получены оксикарбеновые комплексы карбонилов металлов, известен процесс комплексообразования я-комплексов с кислотами Льюиса, в котором участвуют я-электроны циклических лигандов. Можно также сделать вывод о том, что уже в процессе хемосорбции карбонильных комплексов - закладывается возможность для дальнейшего образования в процессе термораспада примесей карбидной и оксидной фаз.
Важную роль при адсорбции и термораспаде металлоорганических соединений играют процессы переноса заряда. Показано, в частности для ферроцена, что, помимо «лигандной» физической, могут возникать две формы хемосорбции — с образованием катионов феррициния и ферроценония (протонированного ферроцена):
Fe+
Fe-H
Здесь надо отметить, что в литературе часто подчеркивается связь между химическими и зарядовыми явлениями на поверхности. С одной стороны, химические процессы на растущей поверхности металла могут влиять на концентрацию зарядов (электронов и дырок)
и химическую (с присоединением через карбонильные лиганды по оксикарбеновому типу). 
у поверхности, а с другой — носители заряда (свободные или локализованные) способны определять скорость и направление химических процессов на поверхности.
По-видимому, модель переноса заряда приложима и к процессам осаждения металла при термораспаде карбонилов железа. Известно, например, что в обычных условиях газофазной металлизации скорость роста покрытия увеличивается при наложении отрицательного потенциала на подложку. Кроме того, в растворах и газовой фазе (это было установлено с помощью методов электронного парамагнитного и ион-циклотронного резонанса) может происходить быстрый рост железо-карбонильных кластеров благодаря присоединению нейтральных молекул карбонила к анион-радикалам, генерированным тем или иным способом: 
Возможно, что подобные процессы играют важную роль в ходе зарождения и укрупнения зародышей растущего слоя металла. Первичный ион-радикальный центр может возникать при хемосорбции молекулы пентакарбонила железа на каком-нибудь дефектном образовании или при взаимодействии с ад-атомом.
Г. А. Домрачеву и Б. В. Жуку удалось показать приложимость к анализу процессов термораспада МОС теоретических подходов, используемых при анализе реакционной способности металлоорганических соединений в растворах и газовой фазе. Это относится, в частности, к правилам сохранения орбитальной симметрии Вудворда—Хоффмана, сохранения полного спина системы, теории динамического эффекта Яна-Теллера. Это дает в руки химиков ценный инструмент для анализа меха- 
Реклама. ООО "СНАБСТАЛЬ" Erid: 2SDnjdFmBBV |
|
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ