सिलिकॉन ऑक्सीनाइट्राइड
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| Names | |
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| Other names
Silicon nitride oxide, dinitride disilicon oxide
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| Identifiers | |
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| EC Number |
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| Properties | |
| N2OSi2 | |
| Molar mass | 100.183 g·mol−1 |
| Appearance | Colorless crystals |
| Density | 2.81 g·cm−3 |
| Structure | |
| Orthorhombic[1] | |
| Cmc21 No 36, Pearson symbol oS20 | |
a = 0.48553 nm, b = 0.52194 nm, c = 0.52194 nm, Z = 4
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Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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सिलिकॉन ऑक्सीनाइट्राइड एक सिरेमिक सामग्री है जिसकी रासायनिक सूत्र SiOxNy. होता है। जब यह अस्थायी रूपों में होता है, तो इसका संघटन सिलिका (SiO2 (सिलिका) और सिलिकॉन नाइट्राइड ( Si3N4) के बीच बदलता रहता है,[2] परंतु एकमात्र ज्ञात बीचक जड़ी दर्शाने वाला क्रिस्टलीय अवस्था Si2N2O है। यह प्रकृति में कुछ उल्कापिंडों में दुर्लभ खनिज सिनोइट के रूप में पाया जाता है और इसे प्रयोगशाला में संश्लेषित किया जा सकता है।[3]
गुण
सिलिकॉन ऑक्सीनाइट्राइड की क्रिस्टलीन संरचना ऑक्सीजन परमाणु के माध्यम से सी-धुरा दिशा में और उसके लगभग लगभग समांतर पर नाइट्रोजन परमाणुओं के माध्यम से जुड़े SiN3O त्रिकोणों द्वारा निर्मित होती है। इस संरचना की मजबूत कोवलेंट बंधन उच्च प्रतिफलक शक्ति और तापमान और जलन प्रतिरोध की दिशा में मजबूती का कारण बनते हैं, जो लगभग 1600 °सेल्सियस तक तापमान और ऑक्सीकरण के खिलाफ प्रतिरोध तक पहुँचते हैं।[4]
संश्लेषण
बहुक्रिस्टलीय सिलिकॉन ऑक्साइनाइट्राइड मृत्तिकाशिल्प प्राथमिक रूप से सिलिकॉन और सिलिकॉन डाइऑक्साइड के मिश्रण की नाइट्रीकरण द्वारा उत्पन्न की जाती है जो सिलिकॉन के पिघलने के तापमान 1414 °सेल्सियस से ऊपर एक उच्चतम तापमान 1420-1500° सेल्सियस में होती है:[4][5]
3 Si + SiO2 + 2 N2 → 2 Si2N2O
बहुक्रिस्टलीय सिलिकॉन ऑक्सीनाइट्राइड सिरेमिक्स प्रमुख रूप से सिलिकॉन और सिलिकॉन डाइऑक्साइड के मिश्रण को सिलिकॉन के पिघलने के बिंदु से ऊपर की तापमान पर नाइट्रीकरण के द्वारा उत्पन्न किए जाते हैं, जो 1420–1500 °सेल्सियस के दायरे में होते हैं:
विभिन्न स्टॉइकियोमीट्री के साथ सिलिकॉन ऑक्साइनाइट्राइड सामग्री भी प्रीसेरेमिक पॉलिमर, अर्थात् पॉलीसिलेन्स और पॉलीएथॉक्सीसिल्सक्विज़ेन की पायरोलिसिस के उत्पाद के रूप में भी उत्पन्न हो सकती है। इस प्रकार प्राप्त होने वाले सायन सामग्रियाँ पॉलिमर से उत्पन्न की जाती हैं और इन्हें पॉलिमर डिराइव्ड सिरेमिक्स या पीडीसी के रूप में संदर्भित किया जाता है।
प्रीसेरेमिक पॉलिमर का उपयोग करके, जटिल रूपों में घने या छिद्रपूर्ण सी ऑक्सीनाइट्राइड सिरेमिक को पॉलिमर के लिए सामान्यतः प्रयोग किये जाने वाले आकारण तकनीकों का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।[6]
अनुप्रयोग
सिलिकॉन ऑक्साइनाइट्राइड की पतली झिल्ली विभिन्न प्लाज्मा डिपोजिशन तकनीकों का उपयोग करके सिलिकॉन पर बढ़ाई जा सकती है और इन्हें माइक्रो इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किया जा सकता है, सिलिकॉन डाइऑक्साइडऔर सिलिकॉन नाइट्राइड के स्थानीय अविच्छेदक परत के रूप में, जिसमें कम लीकेज करंट और उच्च तापमान स्थिरता के लाभ होते हैं।[7]ये झिल्ली अस्थिर संरचना वाली होती हैं, इसलिए इनका रासायनिक संरचना Si2N2O से भिन्न हो सकता है। इन झिल्लियों में नाइट्रोजन/ऑक्सीजन अनुपात को बदलकर, उनके पुनरावृत्ति सूचकांक को सिलिकॉन डाइऑक्साइड के लिए ~1.45 और सिलिकॉन नाइट्राइड के लिए ~2.0 के बीच में स्थिर रूप से समायोजित किया जा सकता है।यह गुण ग्रेडेड-इंडेक्स ऑप्टिक्स के घटाव सूचक ऑप्टिक्स के घटाव-सूची तंतु जैसे ऑप्टिक्स के घटाव-सूची तंतु में उपयोगी होता है।।[8][9]
सिलिकॉन ऑक्साइनाइट्राइड में धातु परमाणुओं को डोप किया जा सकता है। सबसे सामान्य उदाहरण है सियालॉन, जो एक चतुर्थक आवर्णिक सिएलॉन यौगिक परिवार होता है। लैंथेनाइड तत्व को सम्मिलित करने वाले चतुर्थक सिलिकॉन ऑक्साइनाइट्राइड, जैसे कि La, Eu या / और Ce सिलिकॉन ऑक्साइनाइट्राइड को फोस्फर्स के रूप में उपयोग किए जाते हैं।
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 Ohashi, Masayoshi; et al. (1993). "Solid Solubility of Aluminum in O'-SiAlON". J. Am. Ceram. Soc. 76 (8): 2112–2114. doi:10.1111/j.1151-2916.1993.tb08343.x.
- ↑ Hillert M, Jonsson S, Sundman B (1992). "Thermodynamic Calculation of the Si-N-O System". Z. Metallkd. 83: 648–654.
- ↑ Ryall, W. R.; Muan, A. (1969). "सिलिकॉन ऑक्सीनाइट्राइड स्थिरता". Science. 165 (3900): 1363–4. Bibcode:1969Sci...165.1363R. doi:10.1126/science.165.3900.1363. PMID 17817887. S2CID 22339579.
- ↑ 4.0 4.1 Ralf Riedel (18 April 2008). Ceramics science and technology: Structures. Wiley-VCH. pp. 97–. ISBN 978-3-527-31155-2. Retrieved 8 October 2011.
- ↑ A. E. Rubin (1997). "Sinoite (Si2N2O): Crystallization from EL chondrite impact melts" (PDF). American Mineralogist. 82 (9–10): 1001. Bibcode:1997AmMin..82.1001R. doi:10.2138/am-1997-9-1016. S2CID 128629202.
- ↑ SiON PDCs
- ↑ E. S. Machlin (9 December 2005). Materials Science in Microelectronics: The effects of structure on properties in thin films. Elsevier. pp. 36–. ISBN 978-0-08-044639-4. Retrieved 8 October 2011.
- ↑ Albert R. Landgrebe; Electrochemical Society. Dielectric Science and Technology Division; Electrochemical Society. High Temperature Materials Division (2001). Silicon nitride and silicon dioxide thin insulating films: proceedings of the sixth international symposium. The Electrochemical Society. pp. 191–. ISBN 978-1-56677-313-3. Retrieved 8 October 2011.
- ↑ Xie, Rong-Jun; Hirosaki, Naoto (2007). "Silicon-based oxynitride and nitride phosphors for white LEDs—A review" (free download). Science and Technology of Advanced Materials. 8 (7–8): 588. Bibcode:2007STAdM...8..588X. doi:10.1016/j.stam.2007.08.005.
