Композиция и способ получения пикокристаллических искусственных атомов борана - RU2019120219A
Код документа: RU2019120219A
Формула
1. Твердое соединение, состоящее по существу из химических элементов бора, кремния, водорода и необязательно кислорода, причем бор присутствует в большей атомной концентрации, чем другие элементы.
2. Соединение по п. 1, имеющее стехиометрический состав (B12Hw)xSiyOz, где 0
3. Соединение по п. 2, в котором w=4, x=3, y=5 и z=0.
4. Соединение по п. 2, в котором w=4, x=2, y=4 и z=2.
5. Соединение по п. 1, дополнительно содержащее существенную следовую примесь монетного металла.
6. Соединение по п. 1, дополнительно содержащее существенную следовую примесь золота.
7. Соединение по любому из пп. 1-6, в котором атомная концентрация бора составляет от примерно 63% до примерно 89%.
8. Твердое соединение со стехиометрическим составом (B12Hw)xSiyOz, где 0
9. Соединение по п. 8, в котором w=4, x=3, y=5 и z=0.
10. Соединение по п. 8, в котором w=4, x=2, y=4 и z=2.
11. Соединение по п. 8, в котором атомная концентрация бора составляет от примерно 63% до примерно 89%.
12. Химическая композиция, в которой соединение по п. 8 образовано на подложке, содержащей монокристаллический кремний.
13. Твердое соединение, образованное путем химического осаждения из паровой фазы, состоящее по существу из бора, кремния, кислорода и водорода.
14. Соединение по п. 13, в котором бор присутствует в большей атомной концентрации, чем другие элементы.
15. Соединение по п. 13, причем упомянутое химическое осаждение из паровой фазы проводится при температурах от примерно 200°C до примерно 350°C и давлениях от примерно 1 торра до примерно 30 торр.
16. Соединение по п. 13, причем упомянутое химическое осаждение выполняется на подложку.
17. Соединение по п. 16, причем упомянутая подложка представляет собой монокристаллический кремний.
18. Твердое соединение, образованное самосборкой, содержащее бор и кремний, причем бор присутствует в большей атомной концентрации, чем другие элементы.
19. Соединение по п. 18, в котором упомянутый бор присутствует по существу в форме икосаэдра.
20. Соединение по п. 18, дополнительно содержащее существенную следовую примесь золота.
21. Продукт, полученный способом:
a) нагревания подложки до температуры от примерно 200°C до примерно 350°C в вакуумной камере;
b) введения в упомянутую камеру газов, содержащих элементы бор, водород и кремний; и
c) образования пленки на упомянутой подложке из таких газов.
22. Продукт по п. 21, причем упомянутая вакуумная камера поддерживается при давлении от примерно 1 торра до примерно 30 торр.
23. Продукт по п. 21, причем упомянутая температура поддерживается ниже примерно 300°C.
24. Продукт по п. 21, причем способ включает дополнительное использование газа, содержащего золото.
25. Продукт по п. 24, причем упомянутое золото вводится посредством смеси водорода и ацетата диметилзолота(III) ((CH3)2Au(OAc)).
26. Продукт по п. 25, образованный с использованием камеры химического осаждения металлоорганического соединения из паровой фазы.
27. Продукт по п. 25, образованный с использованием камеры быстрого термохимического осаждения.
28. Продукт по п. 21, причем упомянутые газы выбраны из группы, состоящей из закиси азота (N2O), диборана (B2H6), моносилана (SiH4), воды (H2O) и газообразного водорода (H2).
29. Продукт по п. 21, в котором полученная в результате пленка имеет относительную атомную концентрацию бора примерно 80%.
30. Продукт по п. 21, в котором упомянутая подложка содержит монокристаллический кремний.
31. Способ получения химической композиции, включающий:
a) обеспечение подложки в закрытой камере;
b) контролируемое введение в камеру газовой смеси, содержащей водород, бор и кремний;
c) нагревание подложки до температуры в диапазоне от примерно 200°C до примерно 350°C с образованием композиции на упомянутой подложке, причем упомянутая композиция имеет формулу:
(B12Hw)xSiyOz,
где 0
32. Способ по п. 31, дополнительно включающий этап введения газа, содержащего золото.
33. Способ по п. 31, причем упомянутая подложка представляет собой кремний.
34. Способ по п. 31, дополнительно включающий этап минимизации гидратации путем изолирования закрытой камеры от влаги окружающей среды.
35. Способ по п. 31, причем упомянутая композиция образована в виде эпитаксиального слоя на упомянутой подложке.
36. Способ образования композиции на основе бора с богатыми кислородом областями, включающий:
a) обеспечение подложки в закрытой камере;
b) нагревание подложки до температуры в диапазоне от примерно 200°C до примерно 350°C;
c) контролируемое введение в камеру газовой смеси, содержащей водород, бор, кремний и необязательно кислород;
d) контролируемое изменение во времени введения газообразного кислорода для образования композиции, имеющей по существу свободные от кислорода области и области с содержанием кислорода.
37. Способ по п. 36, причем композиция на основе бора имеет области с и без кислорода, все в пределах формулы:
(B12Hw)xSiyOz, где 0
38. Способ по п. 37, причем композиция образована в виде многослойной пленки, содержащей по существу свободный от кислорода первый слой и второй слой с содержанием кислорода.
39. Твердое соединение, содержащее бор в качестве основного химического элемента, водород в качестве неосновного химического элемента, и характеризующееся:
a) отсутствием резкого рентгенодифракционного пика для угла дифракции 2θ при исследовании упомянутого соединения рентгеновской дифракцией ω-2θ, причем угол падения рентгеновских лучей ω поддерживается на уровне половины угла дифракции 2θ, который изменяется в интервале 7°≤2θ≤80°;
b) одним широким рентгенодифракционным пиком в диапазоне углов дифракции 32°<2θ<36° при исследовании упомянутого соединения рентгеновской дифракцией ω-2θ, причем угол падения рентгеновских лучей ω поддерживается на уровне половины угла дифракции 2θ, который изменяется в интервале 7°≤2θ≤80°;
c) одним широким рентгенодифракционным пиком в диапазоне углов дифракции 12°<2θ<16° при исследовании упомянутого соединения рентгеновской дифракцией ω-2θ, причем угол падения рентгеновских лучей ω поддерживается на уровне половины угла дифракции 2θ, который изменяется в интервале 7°≤2θ≤80°; и
d) резким рентгенодифракционным пиком для фиксированного угла падения рентгеновский лучей ω, который соответствует половине угла дифракции 2θ в диапазоне 12°<2θ<16° при исследовании упомянутого соединения рентгеновской дифракцией при скользящем падении, причем угол падения рентгеновских лучей зафиксирован на угол ω≤8°, а угол дифракции изменяется в диапазоне 7°≤2θ≤80°.
40. Соединение по п. 39, в частности имеющее стехиометрический состав (B12Hw)xSiyOz с 0
41. Соединение по п. 39, в котором имеется такое изотопное обогащение, что отношение бора115B к бору105B меньше, чем встречающееся в природе.
42. Соединение по п. 1, в котором присутствует кислород.
43. Соединение по п. 39, имеющее стехиометрический состав (B12Hw)xSiyOz, где 0
44. Соединение по п. 43, в котором w=4, x=2, y=4 и z=2.
45. Соединение по п. 44, дополнительно содержащее существенную следовую примесь монетного металла.
46. Соединение по п. 44, дополнительно содержащее существенную следовую примесь золота.
47. Соединение по любому из пп. 42-46, в котором атомная концентрация бора составляет от примерно 63% до примерно 89%.
48. Соединение по п. 1, в котором атомная концентрация по меньшей мере бора, кремния и какого-либо необязательно присутствующего кислорода измеряется методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.
