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M: Metallphysik

M 12: Diffusion

M 12.3: Vortrag

Donnerstag, 30. März 2000, 10:45–11:00, H6

⁷¹Ge-Diffusion in amorphem Si₂₈C₃₆N₃₆ — •S. Matics¹, J. Bill², F. Aldinger² und W. Frank^1,2 — ¹Inst. f. Theoret. u. Angew. Physik der Univ. Stuttgart — ²MPI f. Metallforschung, Stuttgart

Amorphes (a-)Si₂₈C₃₆N₃₆ ist ein metastabiles Zwischenprodukt, das bei der Herstellung kristalliner Keramiken auf Si–C–N-Basis aus polymerem Polyvinylsilazan durch Pyrolyse bei 1050^oC entsteht und aus amorphen (a-)C- und (a-)Si₃N₄-Domänen von etwa gleicher Größe (ca. 1 nm) und gleichem Volumenanteil (ca. 50%) aufgebaut ist [1]. Temperungen oberhalb der Herstellungstemperatur führen zu einer Vergröberung der Domänenstruktur.
In a-Si₂₈C₃₆N₃₆ und a-Si₃N₄ wurde die Si-Selbstdiffusion durch Messungen der Diffusion implantierter ⁷¹Ge-Radioisotope „simuliert“. Unabhängig von der thermischen Vorbehandlung gehorcht der ⁷¹Ge-Diffusionskoeffizient in a-Si₂₈C₃₆N₃₆ Arrhenius-Gesetzen mit demselben, ungewöhnlich hohen präexponentiellen Faktor 0,2 m²s⁻¹. Dagegen wächst die Diffusionsenthalpie von 4,6 eV im Herstellungszustand durch thermische Vorbehandlung an und erreicht nach 2-stündiger Vortemperung bei 1350^oC 5,5 eV. Durch Vergleich dieser Ergebnisse mit denen über die ⁷¹Ge-Diffusion in a-Si₃N₄ wird geschlossen, daß in a-Si₂₈C₃₆N₃₆ die ⁷¹Ge-Diffusion ausschließlich in der a-Si₃N₄-Phase und mit Hilfe „ausgeschmierter“ Leerstellen erfolgt.
S.Schempp, Dissertation, Universität Stuttgart (1999)