Thermodynamic Characterization of Volatile Alkylamine Boranes as Precursors for the Formation of BCxNy Films

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Tensimetric studies were carried out to determine temperature-dependent saturated vapor pressures and calculate thermodynamic characteristics of vaporization for R3N·BH3 (R = Me or Et) alkylamine boranes. These compounds have sufficient volatility and thermal stability to be used as precursors in vapor deposition processes to produce films based on phases of the B–C–N system. Triethylamine borane (TEAB) was used to synthesize boron carbonitride films at 773 and 873 K. The resulting layers were characterized by ellipsometry, atomic force and scanning electron microscopy, FTIR, Raman, and energy dispersive spectroscopies. The conditions for the production of continuous homogeneous films consisting of nanoparticles 20–60 nm in size aggregated into larger pseudohexagonal particles were determined. The surfaces of the films have an average and root mean square roughness, equal to 0.8 and 1.0 nm, respectively.

About the authors

S. V. Sysoev

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: tv@niic.nsc.ru
630090, Novosibirsk, Russia

V. S. Sulyaeva

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: tv@niic.nsc.ru
630090, Novosibirsk, Russia

M. L. Kosinova

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: tv@niic.nsc.ru
630090, Novosibirsk, Russia

References

  1. Nehate S.D., Saikumar A.K., Prakash A., Sundaram K.B. // Mater. Today Adv. 2020. V. 8. P. 100106. https://doi.org/10.1016/j.mtadv.2020.100106
  2. Козлов Д.А., Артамонов К.А., Ревенко А.О. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 5. С. 646. https://doi.org/10.31857/S0044457X22050105
  3. Puyoo G., Teyssandier F., Pailler R. et al. // Carbon. 2017. V. 122. P. 19. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2017.06.024
  4. Kimura C., Sota H., Aoki H., Sugino T. // Diam. Relat. Mater. 2009. V. 18. P. 478. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2008.12.004
  5. Qin L., Yu J., Kuang S. et al. // Nanoscale. 2012. V. 4. P. 120. https://doi.org/10.1039/c1nr11387a
  6. Kumar N., Raidongia K., Mishra A.K. et al. // J. Solid State Chem. 2011. V. 184. P. 2902. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2011.08.034
  7. Bai X.D., Yu J., Liu S., Wang E.G. // Chem. Phys. Lett. 2000. V. 325. P. 485.
  8. Суляева В.С., Кеслер В.Г., Косинова М.Л. // Журн. структур. химии. 2021. Т. 62. С. 1736. https://doi.org/10.26902/JSC_id87084
  9. Zhou X., Zhang L., Zhang X. et al. // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 583. P. 152502. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.152502
  10. Seo T.H., Lee W., Lee K.S. et al. // Carbon. 2021. V. 182. P. 791. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.06.080
  11. Katsuia H., Harada K., Kondo N., Hotta M. // Surf. Coat. Technol. 2020. V. 394. P. 125851. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.125851
  12. Souqui L., Palisaitis J., Hogberg H., Pedersen H. // J. Mater. Chem. C. 2020. V. 8. P. 4112. https://doi.org/10.1039/d0tc00616e
  13. Волков В.В., Мякишев К.Г. // Изв СО АН СССР. Cер. хим. наук. 1989. № 1. P. 23.
  14. Chemical vapour deposition. Precursors, processes and application / Ed. Jones A.C., Hitchman M.L. RSC Publishing, 2009. 582 p.
  15. Жерикова К.В., Макаренко А.М., Караковская К.И. и др. // Жур. общ. химии. 2021. Т. 91. № 10. С. 1479. https://doi.org/10.31857/S0044460X21100103
  16. Суворов А.В. Термодинамическая химия парообразного состояния. Л.: Химия, 1970.
  17. Vikulova E.S., Zhericova K.V., Sysoev S.V. et al. // J. Therm. Anal. Calorim. 2019. V. 137. P. 923. https://doi.org/10.1007/s10973-018-07991-y
  18. Сысоев С.В., Мареев А.В., Цырендоржиева И.П. и др. // Журн. общ. химии. 2021. Т. 91. С. 1511. https://doi.org/10.31857/S0044460X2110005X
  19. Kosinova M.L., Fainer N.I., Rumyantsev Yu.M. et al. // J. Phys. IV. France. 1999. V. 9. P. 8.
  20. Alton E.R., Brown R.D., Carter J.C., Taylor R.C. // J. Am. Chem. Soc. 1959. V. 81. P. 3550.
  21. Титов В.А., Коковин Г.А. // Математика в химической термодинамике. Сб. науч. тр. Новосибирск: Наука, 1980. С. 98.
  22. Brame E.G., Margrave J.L., Meloche V.W. // J. Inorg. Nucl. Chem. 1957. V. 5. P. 48.
  23. Rozenberg A.S., Sinenko Y.A., Chukanov N.V. // J. Mater. Sci. 1993. V. 28. P. 5675.
  24. Tolstoy V.P., Chernyshova I.V., Skryshevsky V.A. Handbook of infrared spectroscopy of ultrathin films. Hoboken: John Wiley & Sons, 2003. 710 p.
  25. Werheit H., Aupt H.H. // Z. Naturforsch. 1987. V. 42a. P. 925.
  26. Shirai K., Emura S., Gonda S.I., Kumashiro Y. // J. Appl. Phys. 1995. V. 78. P. 3392.
  27. Shin W.G., Calder S., Ugurlu O., Girshick S.L. // J. Nanoparticle Res. 2011. V. 13. P. 7187.
  28. Essafti A., Ech-chamikh E., Azizan M. // Spectrosc. Lett. 2008. V. 41. P. 57. https://doi.org/10.1080/00387010801938228
  29. Tallant D.R., Aselage T.L., Campbell A.N., Emin D. // Phys. Rev. B. 1989. V. 40. P. 5649. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.40.5649

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (88KB)
3.

Download (2MB)
4.

Download (119KB)

Copyright (c) 2023 С.В. Сысоев, В.С. Суляева, М.Л. Косинова

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».