Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Justification of the most rational method for the nanostructures synthesis on the semiconductors surface

Suchikova Y., Vambol S., Vambol V., Mozaffari N., Mozaffari N.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2019

|

Vol. 92, nr 1-2

19--28

EN

Purpose: of this paper is to justification the most rational method for the nanostructures synthesis on the semiconductors surface, which is capable of providing high quality synthesized nanostructures at low cost and ease of the process. Design/methodology/approach: The choice of the optimal method of synthesis was carried out using the hierarchy analysis method, which is implemented by decomposing the problem into more simple parts and further processing judgments at each hierarchical level using pair comparisons. Findings: The article describes the main methods of synthesis of nanostructures, presents their advantages and disadvantages. The methods were evaluated by such criteria as: environmental friendliness, efficiency, stages number of the technological process, complexity, resources expenditure and time and effectiveness. Using the hierarchy analysis method, has been established that electrochemical etching is the most important alternative, and when choosing a nanostructures synthesis method on the semiconductors surface, this method should be preferred. Such studies are necessary for industrial serial production of nanostructures and allow reducing expenses at the realization of the problem of synthesis of qualitative samples. Research limitations/implications: In this research, the hierarchy analysis method was used only to select a rational method for synthesizing nanostructures on the semiconductors surface. However, this research needs to be developed with respect to establishing a correlation between the synthesis conditions and the nanostructures acquired properties. Practical implications: First, was been established that the optimal method for the nanostructures synthesis on the semiconductors surface is electrochemical etching, and not lithographic or chemical method. This allowed the theoretical and empirical point of view to justify the choice of the nanostructures synthesis method in the industrial production conditions. Secondly, the presented method can be applied to the synthesis method choice of other nanostructures types, which is necessary in conditions of resources exhaustion and high raw materials cost. Originality/value: In the article, for the first time, the choice of the nanostructures synthesis method on the semiconductors surface is presented using of paired comparisons of criteria and available alternatives. The article will be useful to engineers involved in the nanostructures synthesis, researchers and scientists, as well as students studying in the field of "nanotechnology".

2

Powłoki funkcyjne na szkle sodowo-wapniowo-krzemianowym otrzymane na drodze trawienia chemicznego

Zontek-Wilkowska J., Wasylak J.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 4

424--428

PL

W pracy podjęto próbę otrzymania powłok funkcyjnych na szkle sodowo-wapniowo-krzemianowym na drodze trawienia chemicznego. W oparciu o przegląd literaturowy wybrano różne medium trawiące w postaci kwasu fluorowodorowego. Próbki przed trawieniem poddano procesowi dealkalizacji. Każde z wytrawionych szkieł scharakteryzowano pod względem właściwości optycznych, mikrostruktury oraz procesu zwilżania powierzchni poprzez pomiar statycznego kąta zwilżania, natomiast postęp procesu trawienia chemicznego kontrolowano poprzez pomiary pH. W wyniku przeprowadzonych doświadczeń otrzymano powierzchnie szklane charakteryzujące się zwiększonym stopniem chropowatości, zwiększonym w stosunku do szkła podstawowego statycznym kątem zwilżania, jak również zwiększonym poziomem transmitancji w zakresie zarówno fali widzialnej, jak i bliskiej podczerwieni.

EN

The paper reports an attempt of obtaining the functional coatings on soda-lime-silica glasses by wet chemical etching. Based on a literature review, hydrofluoric acid has been selected as an etching medium. All glass samples were subjected to dealkalization before the chemical etching process. The etched glasses were characterized with respect to their optical properties, microstructures and wetting properties measured by static contact angle. The wet etching process was controlled by measurements of pH. The obtained glass surfaces showed an increase in degree of roughness, a relative increase of static contact angle when compared to the base glass, and an increased level of transmittance in the visible and near infrared wavelength range.

3

Charakterystyka optoelektroniczna wysokosprawnych ogniw słonecznych na bazie krzemu krystalicznego otrzymywanych w procesie kwasowej teksturyzacji powierzchni

Kulesza G., Panek P., Zięba P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 7

95-96

PL

W pracy przedstawiono przykłady kwasowej teksturyzacji krzemu multikrystalicznego w zależności od składu roztworu. W skład roztworu wchodziły kwasy fluorowodorowy i azotowy V oraz rozpuszczalnik - zamiennie stosowany kwas octowy i woda dejonizowana. Techniką skaningowej mikroskopii elektronowej zbadano morfologię powierzchni krzemu. Parametry optyczne teksturyzowanego krzemu określono przy użyciu spektrometru z zintegrowanym źródłem światła. Wykonano również charakterystykę prądowo-napięciową wykonanych ogniw słonecznych w celu porównania wybranych roztworów kwasowych. Otrzymana sprawność konwersji fotowoltaicznej wynosiła 13,9%.

EN

The paper presents examples of the multicrystalline silicon acid texturisation, depending on the solution composition. The solution was composed of hydrofluoric acid and nitric acid and diluent - alternatively acetic acid or deionized water. The surface morphology of silicon was examined by Scanning Electron Microscopy technique. Optical properties of textured mc-Si were investigated using a spectrometer with an integrated light source. Also the Light Current-Voltage characteristics were measured in order to compare the selected acidic solutions. The photovoltaic efficiency of the obtained solar cells was founded to be 13.9%.

4

Prace wykończeniowe i ochrona środowiska po procesie trawienia i pasywacji stali nierdzewnych

Perflikowski K., Wincza M.

Spajanie Materiałów Konstrukcyjnych

|

2009

|

Nr 2 (4)

24--28

PL

Artykuł omawia problemy występujące przy obróbce spoin w konstrukcjach wykonanych ze stali wysokostopowych dla przywrócenia warstwy pasywnej zniszczonej w wyniku oddziaływania temperatury. Szczególną uwagę zwrócono na postępowanie z agresywnymi czynnikami trawiącymi w czasie i po zakończeniu operacji pasywacyjnych (neutralizacja i utylizacja odpadów).

5

Wytwarzanie ostrzy światłowodowych dla mikroskopii bliskiego pola optycznego

Małozięć G., Wałach L., Radojewski J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 9

98-99

PL

W pracy przedstawiono proces chemicznego trawienia ostrzy światłowodowych do zastosowań w skaningowym mikroskopie bliskiego pola optycznego (SNOM). Są one jednymi z najważniejszych elementów mikroskopu, gdyż od nich zależy rozdzielczość i jakość otrzymanych obrazów. Omówiono również budowę stanowiska do trawienia sond oraz zasadę jego działania. Jest ono w dużym stopniu zautomatyzowane i sterowane za pomocą komputera, co ogranicza do minimum kontakt operatora z niebezpiecznym roztworem trawiącym - kwasem fluorowodorowym.

EN

In the paper the chemical etching process of optical waveguide tips for scanning optical near-field microscopy (SNOM) was described. The waveguide tips are the most important microscope part because they are responsible for resolution and quality of obtained images. Set-up of optical waveguide tips etching apparatus was described. It is automatic in main part and driven by a computer. It makes it possible to remote operation with dangerous etching chemicals - HF acid.

6

Macroporous texturing of multicrystalline silicon for cells

Lipiński M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

185-187

EN

It was shown that palladium deposited by immersion of Si wafers in PdCI, solution can be used as a catalyst for macro-porous formation by chemical etching of silicon. The light reflectance of silicon surface with macro-porous layer was considerably reduced in the whole region of 400-1000 nm. The lowest effective reflectivity of me-Si wafers with a new kind of texturization was equal to 4.2%. Presented method of texturization is very simple and can be used to improve the efficiency of multi-crystalline silicon solar cells.

PL

Zostało pokazane, że pallad osadzany na powierzchni krzemu z roztworu PdCl2 może być użyty w roli katalizatora w procesie wytwarzania krzemu makro-porowatego metodą trawienia chemicznego. Uzyskano znaczne obniżenie odbicia światła od powierzchni krzemu w całym zakresie długości fal 400-1000 nm. Najmniejsza wartość efektywnego współczynnika odbicia z nowym typem tekstury powierzchni wynosiła 4.2%. Przedstawiona metoda teksturyzacji jest bardzo prosta i może być wykorzystana do poprawy sprawności produkowanych fotoogniw z krzemu multi-krystalicznego.

7

Uszlachetnianie powierzchni szkła

Wasylak J., Drajewicz M.

Świat Szkła

|

2006

|

nr 12 [103]

60-63

PL

Chemiczna odporność szkła to zdolność przeciwstawiania się niszczącemu działaniu aktywnych środków chemicznych. Przy czym szkło, w porównaniu z innymi materiałami, odznacza się dużo większą odpornością na warunki atmosferyczne i na działanie substancji chemicznych. Ze względów praktycznych odporność na działanie wody ma największe znaczenie, zwłaszcza że tlen rozpuszczony w wodzie przyśpiesza procesy korozyjne szkła.

8

Wytwarzanie atomowo płaskiej tarasowej powierzchni krzemu

Jakubowicz J.

Inżynieria Materiałowa

|

2005

|

Vol. 26, nr 6

800-803

PL

Wytworzenie powierzchni krzemu o wysokiej jakości ma kluczowe znaczenie w jego dalszej obróbce i zastosowaniu. Trawienie chemiczne, w którym ostatni etap obejmuje usuwanie tlenków w stężonym NH4F wytwarza powierzchnię krzemu stabilizowaną atomami wodoru. Powierzchnia krzemu o orientacji (111) zbudowana jest z tarasów atomowych o wysokości 0,3 nm i szerokości 2 - 150 nm, zależnej od doskonałości krystalograficznej. Chropowatość powierzchni wzrasta ze zmniejszaniem szerokości tarasów atomowych. Istotny wpływ na doskonałość powierzchni ma technika wytwarzania monokryształów. Krzem wytwarzany metodą topienia strefowego charakteryzuje się powierzchnią doskonalszą, bardziej płaską i bez defektów w porównaniu do wytworzonego metodą Czochralskiego. Decydującą rolę w wytrawianiu tarasów krzemu mają dwukoordynacyjne atomy narożne w załamaniach tarasów, które usuwane są w pierwszej kolejności, co prowadzi także do wygładzenia zygzakowatej struktury tarasów.

EN

Preparation of silicon surface is a very important for electrochemistry applications. The chemical etching with removing of oxide layer (Fig. 2) in concentrated NH4F, results in H-terminated surface (Figs. 3, 4). The Si surface with (111) orientation is composed of atomic terraces of 0.3 nm height and width of 2 - 150 nm, which depends on a perfection of the Si-single crystals. The surface roughness increases with decreasing of terraces width. The single crystals fabrication techniques (Fig. 1) are very important for surface perfection. The silicon prepared by float zoning has a better quality than Czochralski silicon (Tab. 1). A very important in terrace removing are a twofold coordinated silicon corner atoms, which are removed in the first case. Dissolution of terraces leads also to a smoothing of zig-zag shaped steps on Si (111) plane.

9

Complex photoluminescence spectrum of Si nanostructures formed by the ion implantation and chemical etching

Świątek Z., Bonchyk A., Fodchuk I. M., Litvinchuk I. V., Baliga W., Michalec M., Guśpiel J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2005

|

Vol. 50, iss. 2

445-455

EN

Photoluminescence spectroscopy, AFM and non-destructive X-ray diffraction methods were used to study photoluminescence mechanism in silicon nanostructure formed by chemical etching on the n+-type, (111)- oriented Si wafer with buried heavily damaged (BHD) thin layer. The BHG layer was produced by the phosphorous ion implantation followed by thermal treatment in nitrogen atmosphere. The final nanostructures were formed (on a half of the implanted and non-implanted areas only) by electroless chemical etching. Implanted and non-implanted areas of the Si wafer were used as standards to observe changes in near-surface layers of silicon crystal during the nanostructure formation. We show that the porous silicon thin film produced by the ion implantation and chemical etching exhibits a room temperature photoluminescence at 400 — 700nm, while the thin porous silicon layer obtained on unimplanted substrate at &tilde550 - 750nm. The model of structural changes in the near-surface layers of the Si wafer after applied technological processes as well as the mechanisms of the elementary bands in photoluminescence spectra are proposed.

PL

W badaniach mechanizmu fotoluminescencji nanostruktury krzemowej wytworzonej w procesie trawienia chemicznego płytki krzemowej typu n+ o orientacji (111) i posiadającej silnie zdefektowana warstwę „zagrzebaną”, wykorzystano spektroskopię fotoluminescencji, mikroskop sił atomowych oraz nieniszczace metody dyfrakcji rentgenowskiej. Zagrzebaną warstwę zdefektowaną wytworzono w procesie implantacji jonów fosforu i obróbki termicznej. Podczas implantacji jonowej połowa płytki krzemowej była ekranowana. Ostateczne nanostruktury uzyskano (jedynie na połowie obszaru implantowanego i nieimplantowanego) w procesie trawienia chemicznego. W obserwacjach zmian strukturalnych w obszarach przypowierzchniowych kryształu krzemu zachodzących podczas formowania nanostruktury, obszary implantowany i nieimplantowany posłużyły jako wzorce. Nanokrystaliczna cienka warstwa krzemu otrzymana na drodze implantacji jonowej i trawienia chemicznego wykazuje fotoluminescencję w zakresie długosci fali od 400 do 700µ m, podczas gdy cienka warstwa krzemu porowatego — w zakresie od 550 do 750µ m. Przedstawiono model zmian strukturalnych w obszarach przypowierzchniowych płytki krzemowej wytworzonych w wyniku zastosowanych procesów technologicznych, jak również zaproponowano mechanizmy związane z pasmami elementarnymi w widmie fotoluminescencji.

10

Roughness of silicon after chemical and electrochemical etching

Jakubowicz J.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

215-217

EN

Chemical and electrochemical etching of silicon results in microstructural changes. Chemical H-termination of silicon in concentrated NH4F results in passivation of Si atoms by hydrogen. Surface is flat with atomic terraces of 0.3 nm height. Electrochemical etching in diluted NH4F results in pores or oxide formation. Roughness of the electrochemically etched silicon depends from molarity and pH of solution as well as potential and time of the processing.

PL

Chemiczne i elektrochemiczne trawienie krzemu powoduje zmiany mikrostruktury. Pasywacja chemiczna atomami wodoru w stężonym NH4F powoduje ujawnienie tarasowej struktury powierzchni o wysokości tarasów atomowych na poziomie 0,3 nm (Rys. 1). Trawienie elektrochemiczne w rozcieńczonym NH4F daje wynik w powstaniu porów (Rys. 2) lub tlenków (Rys. 5). Chropowatość elektrochemicznie trawionego krzemu zależy od molarności i pH elektrolitu, jak również potencjału i czasu procesu trawienia (Rys. 3, Rys. 4).

11

Badania nad mechanicznym i chemicznym pocienianiem termicznie połączonych płytek krzemowych

Piątkowski B., Zabierowski P., Miros A.

Materiały Elektroniczne

|

2002

|

T. 30, nr 3

51-59

PL

Przeprowadzono badania nad mechanicznym i chemicznym pocienianiem termicznie łączonych płytek krzemowych metodą pocieniania w procesie szlifowania mechanicznego oraz trawienia alkalicznego i kwaśnego.

EN

The invesitgation of the mechanical and cheimcal thinning of the top wafers to the desired thickness was done. The method of thinning in lapping process and in alkali and acid etchant was investigated.

12

Powłoki BN otrzymywane metodą impulsowo plazmową.

Michalski A., Sobczak S., Kupczyk M.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

R. XXI, nr 6

349-351

PL

Badano trwałość płytek skrawających z węglików spiekanych pokrywanych powłoką z azotku boru. Powłoki nakładano metodą impulsowo-plazmową stosując jako źródło boru i azotu BH3-NH3. Płytki pokrywane warstwą cBN mają ok. 4 razy większą trwałość w porównaniu do płytek niepokrytych. Zbadano wpływ przygotowania powierzchni węglików spiekanych na siłę adhezji i trwałość narzędzi pokrywanych warstwą c-BN. W badaniach stosowano narzędzia bez wstępnego przygotowania powierzchni, z powierzchnią przygotowaną mechanicznie i trawioną chemicznie. Badania adhezji powłok oraz badania skrawalnościowe narzędzi pokrywanych azotkiem boru wykazały, że najlepszym sposobem przygotowania powierzchni jest trawienie chemiczne.

EN

The BN layers were deposited by the pulse-plasma method (PPD) using the BH3:NH3 compound as the source of boron and nitrogen. The service life of the tool inserts coated with cBN layers appeared to be about 4 times greater than that of uncoated tool inserts. Influence of sintered carbides' surface preparation on adhesion and cutting tools, covered with cBN layer, life time was examined. Tools without any treatment and tools with mechanically prepared and chemically etched surface were tested. Adhesion tests and cutting tests of tools covered with cBN layers show that the best method of surface preparation is chemical etching of surface. It was found that high adhesion of cBN layers is connected with interface layer between boron nitride and cobalt binder.

13

Wpływ przygotowania podłoża na adhezję warstw cBN nakładanych na węglikach spiekanych.

Michalski A., Sobczak S.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

470-472

PL

Badano wpływ przygotowania powierzchni węglików spiekanych na siłę adhezji i trwałość narzędzi pokrywanych warstwą cBN. W badaniach stosowano narzędzia bez wstępnego przygotowania powierzchni, z powierzchnią przygotowaną mechanicznie i trawioną chemicznie. Badania adhezji warstw oraz badania skrawalnościowe narzędzi pokrywanych warstwą CBN wykazały, że najlepszym sposobem przygotowania powierzchni jest trawienie chemiczne. Stwierdzono, że wysoka adhezja warstw cBN związana jest z tworzeniem się warstwy przejściowej między warstwą a osnową kobaltową.

EN

Influence of sintered carbides surface preparation on adhesion and cutting tools covered with cBN layer, life time was examined. Tools without any treatment and tools with mechanically prepared and chemically etched surface were tested. Adhesion tests and cutting tests of tools covered with cBN layers show that the best method of surface preparation is chemical etching of surface. It was found that high adhesion of cBN layers is connected with interface layer between boron nitride and cobalt binder.

14

Zastosowanie kolorowych technik metalograficznych do badania mikrostruktury stopów tytanu

Radzikowska J., Stachańczyk J.

Biuletyn Instytutu Odlewnictwa

|

1999

|

R. 2, nr 6

13--19

PL

Instytut Odlewnictwa w Krakowie prowadzi od kilku lat badania naukowe nad topieniem, odlewaniem i obróbką cieplną stopu Ti6Al4V. Jednym z ważniejszych parametrów, określających jakość wyrobu jest mikrostruktura, badana na całym przekroju odlewu. Wykorzystuje się tu z powodzeniem metodę kolorowego trawienia chemicznego, które powoduje zabarwienie anodowej fazy alfa, podczas gdy katodowa faza beta pozostaje nie zabarwiona. Badania w świetle spolaryzowanym pozwalają odróżnić anizotropową fazę alfa od izotropowej fazy beta, natomiast zastosowanie interferencyjnego kontrastu fazowego ułatwia pokazanie większej ilości szczegółów mikrostruktury. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań metalograficznych stopu Ti6Al4V, wykonanych z wykorzystaniem opisanych wyżej metod badawczych. Rozkład mikrotwardości, przeprowadzony w kierunku od powierzchni odlewu do jego środka, potwierdził wyniki badań, uzyskane drogą kolorowego, selektywnego trawienia chemicznego. Trawienie to okazało się najbardziej przydatną metodą do wyeksponowania różnic, jakie zaobserwowano zarówno w mikrostrukturze odlewów, otrzymywanych w kilku formach, jak też na przekroju poprzecznym każdego z nich.

EN

The Foundry Research Institute in Krak˘w conducts scientific research on the lost-wax process technology applied to a Ti6Al4V alloy. The casting of this alloy is made in a vacuum arc furnace provided with "garnissage" crucible and a centrifugal force system operating during pouring of the lost-wax process moulds. The temperature of liquid metal is 1760(+/-)20 grades C and the temperature of moulds is +20 grades C. For casting the following moulds were used: ceramic moulds (made of ZrO[2]); graphite moulds; metallic moulds (copper chill moulds). In the case of titanium castings the most common reactions on the mould-molten metal boundary are: dissolving of casting mould; dissolving of casting mould combined with a reaction at the phase boundary; penetration of mould by liquid metal. Due to reactions at the mould-molten metal boundary, roughness of the casting surface and the chemical composition change, and the presence of a "white layer" microstructure is observed. Microstructure, examined over the entire casting cross-section, is one of the important parameters of product quality. This paper presents the results of metallographic examinations using colour etching, polarised light and interference differential contrast. The measurement of microhardness, which was conducted from the surface to the middle of many specimens, confirmed the changes of microstructure revealed by colour etching. Summing up the above results it can be firmly concluded that the selective, colour immersion etching is the best method for examination of microstructure in double-phase titanium alloys like Ti6Al4V.