Doktorska disertacija - Prirodno
Doktorska disertacija - Prirodno Doktorska disertacija - Prirodno
2. Teorijski deo Sl. 2.17. Šematski model nanokristalne legure koja sadrži nanometarske kristale jedne i druge k o m p o n e n t e l e g u r e ( c r n i i b e l i k r u ž i i ) . M e đ u f a z n i r e g i o n p r e d s t a v l j a v r s t i r a s t v o r i komponente nemešlji v e u t e n o m s t a n j u 2.2. Amorfni materijali Druga vrsta k o n d e n z o v a n o g s t a n j a j e a m o r f n o i l i s t a k l a s t o s t a n j e , g d e n e p o s t o j i u r e đ dugog dometa . A t o m i s u m a n j e i l i v i š e s t a t i s t i k i r a s p o r e đ e n i u zvesna p r o s t o r u , a l i i u r e đ e n o s t u u s k o m p o d r u j u j e p r i s u t n a . T a u r e đ e n o s t n a k r a t k o m r a s t o j a n j u s e o g l e d o d r e đ e n o m s r e d n j e m k o o r d i n a c i o n o m b r o j u i l i s r e d n j o j ( p r o s e n o j ) k o o r d i n a c i o n o j g e o m e t r i j i . A k o p o s t o j e j a k e ( k o v a l e n t n e ) i n t e r a k c i j e i z m e đ u s u smogu e d n i h da se a t o m a , jave s l i n e o s n o v n e j e d i n i c e , k o j e s u u s t v a r i o r i j e n t i s a n e s l u a j n o j e d n a u o d n o s u n a SiO 4 tetraedar u silikatnim staklastim strukturama je dobro poznati primer (Sl. 2.1). U rentgenskim d i f r a k t o g r a m i m a a m o r f n i h m a t e r i j a l a u o a v a s e zotropno j e d i n o difuziono i rasejanje. Iz ovih podataka se može dobiti radijalna funkcija distribudije atomskog para. Ova funkcija G(r) s e m o ž e i n t e r p r e t i r a t i k a o v r e o v a t n o a nekog n a l a ž eatoma n j a na rastojanju r od bilo kog drugog atoma u odnosu na relativnu gustinu Sl. 2.18 (Martienssen i Warlimont, 2005). Sl. 2.18. Radijalna distribucija atomskog para u amorfnom materijalu 23
2. Teorijski deo Za amorfne supstance , s r e d n j a d u ž i n a s l o b o d n o g p u t a e l e k t r o n a p o s m a t r a s e k l a s i n o , kao niz preskoka sa jednog na drugo stanje. Kao rezultat preskoka, u svakom momentu vremena, elektron je lokalizovan oko jednog atoma. Takva lokalizacija, u p r i s u s t v u v e e g broja jednakih (istorodnih) atoma, ne mora da postoji. Medjutim, ako se preskok vrši po primesnim atomima onda nema kontinualnih prelaza, ve d i s k r e t n i h , z a k o j e j e p o t r e b n a v e a k i n e t i k a e n e r g i j a . K a o p o s l e d i c a o v a k v o g s t a n j a e l e k t r o n a i m a m o o s e t n o s n i ž e provodljivosti u amorfnim supstancijama ( P u r e n o v i , « 1978). Prva teorijska istraživanja o p o n a š a n j a o b i n i h p r i m e s a t i p a d o n o r a itora l i au k c e p amorfnim poluprovodnim materijalima uveo je Fischer (Gubanov, 1968). F l u k t u i r a j u i n i v o i koji se javlaju kod amorfnih materijala s u , n a n e k i n a i n , a n a l o g n i d e f e k t n i m n i v o i m a kristalne rešetke, tipa atomskih praznina ili atoma u intersticijskom položaju, ali bitno se r a z l i k u j u o d p o s l e d n j i h u s l e d e e m : n i v o d e f e k t a u k r i s t a l u i m a d i s k r e t n i s p e k t a r f l u k t u i r a j u i i m a n e p r e k i d n i sUzmimo p e k t a r . da se primesni atomi u amorfnoj supstanci n a l a z e u i s t o m p o l o ž a j u k a o u k r i s t a l u , n e i z a z i vprestrojavanje a j u i b i t n i okolnih j e atoma. Zbog toga š t o n e m a s t r o g o g r e d a u r a s p o r e d u a t o m a , m o g u n o s t p o m e r a n j a a t o m a o k o d e f e k a t a j e z n a t n o v e a n e g o u k r i s t a l u . T r e b a l o b i o e k i v a t i d a e , u s l e d v e e g r a z d v a susedna atoma ili jona, energija odbijanja biti znatno manja, što dovodi do sniženja energetskog nivoa elektrona primesa. Verovatno da bi to moglo biti razlog za slabiju j o n i z a c i j u p r i m e s a u a m o r f n i m p o l u p r o v o d n i k i m s u p s t a n c i j a m a . D a k l e , u s t r u k t u r a m o r f n o g d e l a o k s i d n o g s l o j a l e g i r a j u e k o m p o, nmahom, e n t e s e nalaze u elementarnom stanju. 2.3. Koncept mikrolegiranja Mikrolegiranje je kao postupak najzastupljenije u mikroelektronskoj tehnologiji, n a r o i t o u tehnologijama tankog filma, gde se izvodi putem jonske implantacije, hemijskom depozicijom iz gasne faze i plazmahemijskim procesima. U drugim, konvencionalnim, tehnologijama, mikrolegiranje se najviše primenjuje kod proizvoda od e l i k, abilo da se želi ostvariti otvrdnjavanje površine, da se poboljšaju o d r e đ e n e tehnološke osobine kod e l i n i h limova, ili da se poboljšaju erozivno-abrazivne osobine. Druga široka oblast primene mikrolegiranja i modifikovanja strukture se nalazi u oblasti elektrokatalize i katalize, gde se prognoziraju i poboljšavaju kiselinsko-bazne osobine i proces razmene elektrona u adsorpciono- k a t a l i t i kprocesima. i m Posebno je rasprostranjena primena mikrolegiranja kod elektrodnih materijala, koji služe za konverziju hemijske u e l e k t r i nenergiju, u kao i kod najsavremenijih elektrohemijskih procesa p r e i š a v a n voda j a u elektrohemijskim reaktorima u kojima funkcionišu najsavremeniji elektrodni materijali. U poslednje vreme, mikrolegiranje zauzima z n a a j n omesto kod nanostrukturnih materijala, k e r a m i k i hnanokristalnih prahova, 24
- Page 1 and 2: PRIRODNO- 1. Uvod M A T E M A T I f
- Page 3 and 4: Редни број, РБР: Иде
- Page 5 and 6: Accession number, ANO: Identificati
- Page 7 and 8: Zahvalnica E k s p e r i m e n t a
- Page 9 and 10: 2 . 6 . M a t e r i j a l i u p r e
- Page 11 and 12: 4.3. Sinteza, sinterovanje i karakt
- Page 13 and 14: 1. Uvod Razvoj novih tehnologija je
- Page 15 and 16: 1. Uvod na bazi alumosilikatne matr
- Page 19: 2. Teorijski deo s e t a k o đ e u
- Page 22 and 23: 2. Teorijski deo Sl. 2.5. D o m a i
- Page 24 and 25: 2. Teorijski deo 2.1.3.1. Defekti s
- Page 26: 2. Teorijski deo Šotkijevim defekt
- Page 29 and 30: 2. Teorijski deo primesna površins
- Page 31 and 32: 2. Teorijski deo r a z l i istruktu
- Page 33: 2. Teorijski deo H. Gleiter je 2000
- Page 37 and 38: 2. Teorijski deo Ovi kiseonici su s
- Page 40 and 41: 2. Teorijski deo o s t v a r e n o
- Page 42 and 43: 2. Teorijski deo Sl. 2.24. Delamina
- Page 44 and 45: 2. Teorijski deo Sl.2.25. Formiranj
- Page 49 and 50: 2. Teorijski deo Z e o l i t i s u
- Page 51 and 52: 2. Teorijski deo T a k o đ e , s e
- Page 53 and 54: 2. Teorijski deo Sl.2.28 . S t r u
- Page 56 and 57: 2. Teorijski deo 1 E = (2.18) 2β
- Page 58 and 59: 2. Teorijski deo k o j e i m a j u
- Page 60: 2. Teorijski deo Važna oksidaciona
- Page 64: 2. Teorijski deo P o s t o j i v e
- Page 70 and 71: 3. Eksperimenmtalni deo Rendgenost
- Page 72 and 73: 3. Eksperimenmtalni deo Barrett, Jo
- Page 74 and 75: 3. Eksperimenmtalni deo prirodno pr
- Page 76 and 77: 3. Eksperimenmtalni deo cm 3 /min)
- Page 78 and 79: 3. Eksperimenmtalni deo p H o d 6 d
- Page 80 and 81: 4. Rezultati i diskusija 4.1. Karak
- Page 82 and 83: 4. Rezultati i diskusija Tabela 4.2
2. Teorijski deo<br />
Za amorfne supstance , s r e d n j a d u ž i n a s l o b o d n o g p u t a e l e k t r o n a p o s m a t r a s e k l a s i n o ,<br />
kao niz preskoka sa jednog na drugo stanje. Kao rezultat preskoka, u svakom momentu<br />
vremena, elektron je lokalizovan oko jednog atoma. Takva lokalizacija, u p r i s u s t v u v e e g<br />
broja jednakih (istorodnih) atoma, ne mora da postoji. Medjutim, ako se preskok vrši po<br />
primesnim atomima onda nema kontinualnih prelaza, ve d i s k r e t n i h , z a k o j e j e p o t r e b n a v e a<br />
k i n e t i k a e n e r g i j a . K a o p o s l e d i c a o v a k v o g s t a n j a e l e k t r o n a i m a m o o s e t n o s n i ž e<br />
provodljivosti u amorfnim supstancijama ( P u r e n o v i , « 1978).<br />
Prva teorijska istraživanja o p o n a š a n j a o b i n i h p r i m e s a t i p a d o n o r a itora l i au k c e p<br />
amorfnim poluprovodnim materijalima uveo je Fischer (Gubanov, 1968). F l u k t u i r a j u i n i v o i<br />
koji se javlaju kod amorfnih materijala s u , n a n e k i n a i n , a n a l o g n i d e f e k t n i m n i v o i m a<br />
kristalne rešetke, tipa atomskih praznina ili atoma u intersticijskom položaju, ali bitno se<br />
r a z l i k u j u o d p o s l e d n j i h u s l e d e e m : n i v o d e f e k t a u k r i s t a l u i m a d i s k r e t n i s p e k t a r<br />
f l u k t u i r a j u i i m a n e p r e k i d n i sUzmimo p e k t a r . da se primesni atomi u amorfnoj supstanci<br />
n a l a z e u i s t o m p o l o ž a j u k a o u k r i s t a l u , n e i z a z i vprestrojavanje a j u i b i t n i okolnih j e atoma.<br />
Zbog toga š t o n e m a s t r o g o g r e d a u r a s p o r e d u a t o m a , m o g u n o s t p o m e r a n j a a t o m a o k o<br />
d e f e k a t a j e z n a t n o v e a n e g o u k r i s t a l u . T r e b a l o b i o e k i v a t i d a e , u s l e d v e e g r a z d v a<br />
susedna atoma ili jona, energija odbijanja biti znatno manja, što dovodi do sniženja<br />
energetskog nivoa elektrona primesa. Verovatno da bi to moglo biti razlog za slabiju<br />
j o n i z a c i j u p r i m e s a u a m o r f n i m p o l u p r o v o d n i k i m s u p s t a n c i j a m a . D a k l e , u s t r u k t u r<br />
a m o r f n o g d e l a o k s i d n o g s l o j a l e g i r a j u e k o m p o, nmahom, e n t e s e nalaze u elementarnom<br />
stanju.<br />
2.3. Koncept mikrolegiranja<br />
Mikrolegiranje je kao postupak najzastupljenije u mikroelektronskoj tehnologiji, n a r o i t o<br />
u tehnologijama tankog filma, gde se izvodi putem jonske implantacije, hemijskom<br />
depozicijom iz gasne faze i plazmahemijskim procesima. U drugim, konvencionalnim,<br />
tehnologijama, mikrolegiranje se najviše primenjuje kod proizvoda od e l i k, abilo<br />
da se želi<br />
ostvariti otvrdnjavanje površine, da se poboljšaju o d r e đ e n e tehnološke osobine kod e l i n i h<br />
limova, ili da se poboljšaju erozivno-abrazivne osobine. Druga široka oblast primene<br />
mikrolegiranja i modifikovanja strukture se nalazi u oblasti elektrokatalize i katalize, gde se<br />
prognoziraju i poboljšavaju kiselinsko-bazne osobine i proces razmene elektrona u<br />
adsorpciono- k a t a l i t i kprocesima. i m Posebno je rasprostranjena primena mikrolegiranja kod<br />
elektrodnih materijala, koji služe za konverziju hemijske u e l e k t r i nenergiju, u kao i kod<br />
najsavremenijih elektrohemijskih procesa p r e i š a v a n voda j a u elektrohemijskim reaktorima<br />
u kojima funkcionišu najsavremeniji elektrodni materijali. U poslednje vreme, mikrolegiranje<br />
zauzima z n a a j n omesto<br />
kod nanostrukturnih materijala, k e r a m i k i hnanokristalnih<br />
prahova,<br />
24