Δομές βοριδίου βολφραμίου και νιτριδίου βορίου βορίου (WBN).

(Δομές βοριδίου βολφραμίου και νιτριδίου βορίου βορίου (WBN))

Το βορίδιο του βολφραμίου είναι μια ένωση βολφραμίου και βορίου που έχει πολλές ιδιότητες, όπως υψηλή σκληρότητα (20 GPa), χημική αδράνεια και ηλεκτρονική αγωγιμότητα. Χρησιμοποιείται επίσης ως επίστρωση για εξαρτήματα ανθεκτικά στη φθορά και στη βιομηχανία ημιαγωγών.

Τυπικές εφαρμογές του βοριδίου βολφραμίου περιλαμβάνουν το σχηματισμό τριμερούς λεπτής μεμβράνης νιτριδίου βορίου βολφραμίου με εξαιρετική θερμική σταθερότητα, συντονιζόμενη ειδική αντίσταση και καλή πρόσφυση στα οξείδια. Οι μεμβράνες WBN παρασκευάζονται με διαδικασίες θερμικής εναπόθεσης ατομικού στρώματος (ALD) που διοχετεύουν αντιδραστήρια που περιέχουν βόριο, άζωτο και βολφράμιο σε έναν θάλαμο αντίδρασης για να εναποθέσουν το λεπτό φιλμ WBN.

Το υψηλότερο βορίδιο βολφραμίου είναι μια δομή cI2-W (cBW) με άτομο βορίου σε δυαδικό δεσμό (DB). Έχει χαμηλό συντελεστή διάτμησης, το οποίο αποδίδεται στη δυαδική φύση του συστήματος WB.

Μια σωματοκεντρική κυβική δομή (cI2-W) με άτομο βορίου σε α-ρομβοεδρικό δεσμό (hR12-B) έχει ελαφρώς υψηλότερο συντελεστή διάτμησης, υποδεικνύοντας ότι τα άτομα βορίου στην α-ρομβοεδρική δομή είναι λιγότερο στενά συνδεδεμένα με το άτομα βολφραμίου στο cI2-W. Χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό θεωρίας και πειράματος, έχουμε διερευνήσει τις σχετικές ενθαλπίες σχηματισμού (DE) για δομές με διαφορετική περιεκτικότητα σε άτομα βορίου.

Οι ενθαλπίες σχηματισμού καθορίζονται από τη σχετική θέση των ατόμων βορίου στο κρυσταλλικό πλέγμα. Είναι πιο στενά ευθυγραμμισμένα με τις θέσεις των ατόμων βολφραμίου σε έναν δυαδικό δεσμό, ο οποίος είναι ο ίδιος για τα hP16-WB3 και cI2-W. Ωστόσο, δεν είναι δυνατό να βρεθούν οι ακριβείς θέσεις των ατόμων βορίου σε μια δυαδική σχέση με άτομα βολφραμίου στα cI2-W και hR12-B λόγω της μεγάλης διαφοράς μάζας μεταξύ των ατόμων W και B.

(Δομές βοριδίου βολφραμίου και νιτριδίου βορίου βορίου (WBN))