Химия стекла

обсуждение проблем неорганической химии, неорганического материаловедения, химии твердого тела и всего, что с этим связано
inorgancis, materials and solid state chemistry for professionals
Аватара пользователя
Рустамбек
Сообщения: 3
Зарегистрирован: Вт ноя 27, 2018 9:08 pm

Химия стекла

Сообщение Рустамбек » Вт ноя 27, 2018 9:20 pm

Здравствуйте Уважаемые форумчане.

Я не химик по образованию. Но у меня есть вопросы по стеклу:

Существуют ли какие нибудь химические способы (или термические и т п) которые позволят теоретически от некой массы стекла отрывать его молекулы дозированно и под количественным контролем? Ну хотя бы отрывать? Дозы и контроль можно позже будет придумать наверно..)

Знаю что часто плавиковую кислоту используют в смеси с некими солями для травления стекла. Может есть какая то статистика по толщине вытравляемой массы стекла в зависимости от времени воздействия и рецептуры смеси для травления?

Может есть какой то иной способ современный?.. Нужно снимать очень тонкий слой стекла порядка нескольких нанометров с расчетной величиной количественного съема. При этом кусок стекла не должен чрезмерно нагреваться. Дельта рабочих температур можетбыть порядка 100 градусов+-

Заранее спасибо .
Образование-это не услуга, а инвестиция. Потому что самое дорогое что есть на свете-это глупость.
Всем читать: "Псевдонаука" Леонида Подымова.

Аватара пользователя
antabu
Сообщения: 5930
Зарегистрирован: Пн май 25, 2009 7:00 pm

Re: Химия стекла

Сообщение antabu » Ср ноя 28, 2018 6:47 am

Насчёт современных способов - не знаю.
См. второй том Эспе - есть на чипмейкере,
Химическая обработка стекла(74)Вацек М.,Купф В.,
Технология стекла(61)Китайгородский И.И.-ред.,
Химическая технология стекла и ситаллов(83)Павлушкин Н.М.-ред.
"Я не видел людей страшней, чем толпа цвета хаки"

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Химия стекла

Сообщение avor » Ср ноя 28, 2018 9:52 am

--Существуют ли какие нибудь химические способы (или термические и т п) которые позволят теоретически от некой массы стекла отрывать его молекулы дозированно и под количественным контролем? Ну хотя бы отрывать? Дозы и контроль можно позже будет придумать наверно..)

Стекло это жутко неоднородный материал аморфной структуры. Снять-то может чего и можно, только съем по определению будет происходить не дозированно и неравномерно. Представьте что вам нужно оторвать дозировано на атомарно-молекулярном уровне что-то от линолеума или от деревянной доски. Либо у вас должен быть другой материал более кристаллический (например слюда) или более грубый инструмент, для которого физические неровномерности строения поверхности атомарного уровня - будут меньше ошибок обработки.

Аватара пользователя
Рустамбек
Сообщения: 3
Зарегистрирован: Вт ноя 27, 2018 9:08 pm

Re: Химия стекла

Сообщение Рустамбек » Ср ноя 28, 2018 12:16 pm

Понятно. Спасибо. А есть какой то искусственный или природный материал типа стекла с хорошей полирующий способностью,но с низким ктр ,ом?
Ведь чем больше упорядоченность внутреннего строения и кристалличность кристаллической решетки,то и ктр у такого материала будет не маленьким.. Пример-металлы(( :issue:
Образование-это не услуга, а инвестиция. Потому что самое дорогое что есть на свете-это глупость.
Всем читать: "Псевдонаука" Леонида Подымова.

Alex K
Сообщения: 761
Зарегистрирован: Вт авг 09, 2011 7:29 pm

Re: Химия стекла

Сообщение Alex K » Ср ноя 28, 2018 12:39 pm

avor писал(а):
Ср ноя 28, 2018 9:52 am
--Существуют ли какие нибудь химические способы (или термические и т п) которые позволят теоретически от некой массы стекла отрывать его молекулы дозированно и под количественным контролем? Ну хотя бы отрывать? Дозы и контроль можно позже будет придумать наверно..)

Стекло это жутко неоднородный материал аморфной структуры. Снять-то может чего и можно, только съем по определению будет происходить не дозированно и неравномерно. Представьте что вам нужно оторвать дозировано на атомарно-молекулярном уровне что-то от линолеума или от деревянной доски. Либо у вас должен быть другой материал более кристаллический (например слюда) или более грубый инструмент, для которого физические неровномерности строения поверхности атомарного уровня - будут меньше ошибок обработки.
Макроскопически как раз совершенно однородный. Чем и хорош. Но молекул в нем нет, конечно.

Alex K
Сообщения: 761
Зарегистрирован: Вт авг 09, 2011 7:29 pm

Re: Химия стекла

Сообщение Alex K » Ср ноя 28, 2018 12:42 pm

Рустамбек писал(а):
Вт ноя 27, 2018 9:20 pm
Здравствуйте Уважаемые форумчане.

Я не химик по образованию. Но у меня есть вопросы по стеклу:

Существуют ли какие нибудь химические способы (или термические и т п) которые позволят теоретически от некой массы стекла отрывать его молекулы дозированно и под количественным контролем? Ну хотя бы отрывать? Дозы и контроль можно позже будет придумать наверно..)

Знаю что часто плавиковую кислоту используют в смеси с некими солями для травления стекла. Может есть какая то статистика по толщине вытравляемой массы стекла в зависимости от времени воздействия и рецептуры смеси для травления?

Может есть какой то иной способ современный?.. Нужно снимать очень тонкий слой стекла порядка нескольких нанометров с расчетной величиной количественного съема. При этом кусок стекла не должен чрезмерно нагреваться. Дельта рабочих температур можетбыть порядка 100 градусов+-

Заранее спасибо .
Плавиковка - на очень хороший вариант для использования вне лаборатории. Возмите лучше щелочь. Не надо концентрированную, можно и 0.01М и меньше.
Скорость травления регулируется до нужной изменением концентрации.

Аватара пользователя
Рустамбек
Сообщения: 3
Зарегистрирован: Вт ноя 27, 2018 9:08 pm

Re: Химия стекла

Сообщение Рустамбек » Ср ноя 28, 2018 1:29 pm

Может есть какие нибудь лазерные технологии? Типа лазерного молекулоотсоса?) Регулируем мощность лазера-контролируем объем снимаемого материала..,не?
Образование-это не услуга, а инвестиция. Потому что самое дорогое что есть на свете-это глупость.
Всем читать: "Псевдонаука" Леонида Подымова.

Sovetnik
Сообщения: 2100
Зарегистрирован: Пн окт 24, 2005 12:00 pm

Re: Химия стекла

Сообщение Sovetnik » Ср ноя 28, 2018 2:54 pm

Рустамбек, химия здесь не поможет.
Любое химическое травление поверхности будет неравномерным - получится не идеальная плоскость, а волна или микроточечные углубления (матовость).

Только механическое полирование и в этом нет ничего невозможного, ведь изготавливают же оптику (зеркала для телескопов), где достигается высочайшая точность обработки поверхности.
Находит тот, кто ищет не там.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Химия стекла

Сообщение avor » Ср ноя 28, 2018 5:01 pm

Sovetnik писал(а):
Ср ноя 28, 2018 2:54 pm
Только механическое полирование и в этом нет ничего невозможного, ведь изготавливают же оптику (зеркала для телескопов), где достигается высочайшая точность обработки поверхности.
Да, не, там разница в тонкости, как между бензопилой и станком для бритья.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Химия стекла

Сообщение avor » Ср ноя 28, 2018 5:03 pm

Рустамбек писал(а):
Ср ноя 28, 2018 1:29 pm
Может есть какие нибудь лазерные технологии? Типа лазерного молекулоотсоса?) Регулируем мощность лазера-контролируем объем снимаемого материала..,не?
Может и есть в комбинации с вакуумным плазменным разрядом или пучком ионов(электронов) очень даже может и быть. НО! это вопрос не к химикам.

Aequilibris
Сообщения: 213
Зарегистрирован: Вт окт 16, 2018 9:12 pm
Контактная информация:

Re: Химия стекла

Сообщение Aequilibris » Ср ноя 28, 2018 6:22 pm

Рустамбек писал(а):
Вт ноя 27, 2018 9:20 pm
Существуют ли какие нибудь химические способы (или термические и т п) которые позволят теоретически от некой массы стекла отрывать его молекулы дозированно и под количественным контролем?
Химических, конечно, нет из-за принципиально неоднородного воздействия. А физически - это стандартный sputtering, удаление потоком ионизированного газа/плазмы. Непроводящую поверхность предварительно покрывают тонким слоем токопроводящего материала напылением тонкого слоя металла (можно и без этого, но результат хуже). Метод совершенно стандартный и используется для пробопотготовки в случае электронной микроскопии. Доступен практически повсеместно, где серьёзно занимаются электронной микроскопией.

Alex K
Сообщения: 761
Зарегистрирован: Вт авг 09, 2011 7:29 pm

Re: Химия стекла

Сообщение Alex K » Ср ноя 28, 2018 10:09 pm

Aequilibris писал(а):
Ср ноя 28, 2018 6:22 pm
Рустамбек писал(а):
Вт ноя 27, 2018 9:20 pm
Существуют ли какие нибудь химические способы (или термические и т п) которые позволят теоретически от некой массы стекла отрывать его молекулы дозированно и под количественным контролем?
Химических, конечно, нет из-за принципиально неоднородного воздействия.
Это еще с чего (принципиальная неоднородность)?
Aequilibris писал(а):
Ср ноя 28, 2018 6:22 pm
А физически - это стандартный sputtering, удаление потоком ионизированного газа/плазмы. Непроводящую поверхность предварительно покрывают тонким слоем токопроводящего материала напылением тонкого слоя металла (можно и без этого, но результат хуже). Метод совершенно стандартный и используется для пробопотготовки в случае электронной микроскопии. Доступен практически повсеместно, где серьёзно занимаются электронной микроскопией.
ионное или плазменное травление - возможно. Только стандартный для ПЭМ plasma cleaning стекло травить не будет. Только органику с него удалит. Напылять металл перед ТРАВЛЕНИЕМ - глупость. Он же (металл) первый и стравится.

Iskander
Сообщения: 3151
Зарегистрирован: Чт июн 30, 2005 6:45 pm

Re: Химия стекла

Сообщение Iskander » Чт ноя 29, 2018 9:51 am

Травление в плазме - классика для современной технологии микросхем. Скорость - хоть нанометры, состав матрицы практически любой. копайте патенты для начала, там много чего наворочено.

Alex K
Сообщения: 761
Зарегистрирован: Вт авг 09, 2011 7:29 pm

Re: Химия стекла

Сообщение Alex K » Чт ноя 29, 2018 1:20 pm

Iskander писал(а):
Чт ноя 29, 2018 9:51 am
Травление в плазме - классика для современной технологии микросхем. Скорость - хоть нанометры, состав матрицы практически любой. копайте патенты для начала, там много чего наворочено.
да, но это уже довольно серьезное оборудование. Химически травить в данном случае гораздо проще.

Aequilibris
Сообщения: 213
Зарегистрирован: Вт окт 16, 2018 9:12 pm
Контактная информация:

Re: Химия стекла

Сообщение Aequilibris » Чт ноя 29, 2018 2:56 pm

Alex K писал(а):
Ср ноя 28, 2018 10:09 pm
Это еще с чего (принципиальная неоднородность)?
Реальные поверхности - дефектны. Скорость процесса зависит от энергии активации, а в конкретной точке - они ещё и статистические (вот в этом и причина принципиальной неоднородности). Крупные дефекты сглаживаются химическим травлением. Однако травление идеальной поверхности через определённое время приведёт к появлению дефектов уже только по стат. причинам. Физические методы могут быть более прецизионными в широком смысле.

Полагаю, что для топик-стартера была важнее информация общего плана. Если есть возможность делать reactive-ion etching, т.е. использовать химическую составляющую - замечательно. Если нет - dry etching тоже вполне работает. В дискуссии о конкретном методе доступном Вам, заведомо отдаю Вам последнее слово, какое бы оно ни было.

Важно то, что использование плазмы или пучков частиц обладает большим преимуществом перед чисто химическими методами.

Alex K
Сообщения: 761
Зарегистрирован: Вт авг 09, 2011 7:29 pm

Re: Химия стекла

Сообщение Alex K » Чт ноя 29, 2018 5:51 pm

Aequilibris писал(а):
Чт ноя 29, 2018 2:56 pm
Alex K писал(а):
Ср ноя 28, 2018 10:09 pm
Это еще с чего (принципиальная неоднородность)?
Реальные поверхности - дефектны. Скорость процесса зависит от энергии активации, а в конкретной точке - они ещё и статистические (вот в этом и причина принципиальной неоднородности). Крупные дефекты сглаживаются химическим травлением. Однако травление идеальной поверхности через определённое время приведёт к появлению дефектов уже только по стат. причинам. Физические методы могут быть более прецизионными в широком смысле.
.
неоднородности микромасштаба при травлении будут усредняться (закон больших чисел, однако).
Но почему Вы так уж различаете химическое и плазменное травление? Наличие неоднородностей будет проявляться и там, и там. И не сказать, что в химическом травлении сильнее...

Aequilibris
Сообщения: 213
Зарегистрирован: Вт окт 16, 2018 9:12 pm
Контактная информация:

Re: Химия стекла

Сообщение Aequilibris » Чт ноя 29, 2018 6:07 pm

Alex K писал(а):
Чт ноя 29, 2018 5:51 pm
неоднородности микромасштаба при травлении будут усредняться (закон больших чисел, однако).
Как я уже писал выше - неоднородности придут к статистически усреднённой величине. Если Вы будете травить идеальную поверхность - неоднородности как раз таки появятся. Если Вам угодна простая феноменологическая модель - то неоднородности являются функцией температуры (а так же энергией активации и т.п. Чем ниже энергия активации и выше температура - тем больше локальные неоднородности). Разные методы будут давать разные "предельные неоднородности" поверхности.
Alex K писал(а):
Чт ноя 29, 2018 5:51 pm
Но почему Вы так уж различаете химическое и плазменное травление? Наличие неоднородностей будет проявляться и там, и там. И не сказать, что в химическом травлении сильнее...
Опять таки, если Вам угодна феноменологическая схема, то потому, что в случае плазменного травления можно создать условия, когда градиент вероятности абляции по высоте неоднородной поверхности на порядки выше, чем для химического травления, которое гораздо менее избирательно. И даже если при этом применяются химические агенты, как вспомогательные, то первичная активация обеспечивается именно плазмой.

Alex K
Сообщения: 761
Зарегистрирован: Вт авг 09, 2011 7:29 pm

Re: Химия стекла

Сообщение Alex K » Чт ноя 29, 2018 6:43 pm

Aequilibris писал(а):
Чт ноя 29, 2018 6:07 pm
Alex K писал(а):
Чт ноя 29, 2018 5:51 pm
неоднородности микромасштаба при травлении будут усредняться (закон больших чисел, однако).
Как я уже писал выше - неоднородности придут к статистически усреднённой величине. Если Вы будете травить идеальную поверхность - неоднородности как раз таки появятся. Если Вам угодна простая феноменологическая модель - то неоднородности являются функцией температуры (а так же энергией активации и т.п. Чем ниже энергия активации и выше температура - тем больше локальные неоднородности). Разные методы будут давать разные "предельные неоднородности" поверхности.
Alex K писал(а):
Чт ноя 29, 2018 5:51 pm
Но почему Вы так уж различаете химическое и плазменное травление? Наличие неоднородностей будет проявляться и там, и там. И не сказать, что в химическом травлении сильнее...
Опять таки, если Вам угодна феноменологическая схема, то потому, что в случае плазменного травления можно создать условия, когда градиент вероятности абляции по высоте неоднородной поверхности на порядки выше, чем для химического травления, которое гораздо менее избирательно. И даже если при этом применяются химические агенты, как вспомогательные, то первичная активация обеспечивается именно плазмой.
а Вы о каких, собственно неоднородностях? Если о вариациях по высоте на атомном масштабе - они будут и появляться в ходе травления и исчезать. Статистически. Будут ли появляться неоднородности на бОльших размерах - управляется кинетикой травления. И в химическом и в абляционном случае.
И там не "градиент по высоте" работает, а зависимость активности от кривизны. И равновесная ситуация - как раз гладкая поверхность.
Последний раз редактировалось Alex K Чт ноя 29, 2018 11:12 pm, всего редактировалось 1 раз.

Aequilibris
Сообщения: 213
Зарегистрирован: Вт окт 16, 2018 9:12 pm
Контактная информация:

Re: Химия стекла

Сообщение Aequilibris » Чт ноя 29, 2018 7:14 pm

В принципе я уже два раза повторился, и не совсем вижу, где мои слова непонятны, особенно если отбросить трактовки феноменологических моделей. В данном случае практика однозначно указывает на то, что лучше.

Хотел бы дополнительно предостеречь о рекламе преимуществ химического травления (особенно растворами) для стекла, если цель в достижении максимально высокой точности. Поверхность которого заведомо неоднородна (если бы ещё шла речь о травлении однородной плоскости скола, т.е. с постоянным идексом Миллера, то возможность равномерного снятия очень тонкого слоя в газовой фазе существенно проще, хотя и не лишена общих причин указанных выше. Со стеклом всё существенно более проблематично).

Alex K
Сообщения: 761
Зарегистрирован: Вт авг 09, 2011 7:29 pm

Re: Химия стекла

Сообщение Alex K » Чт ноя 29, 2018 11:00 pm

Aequilibris писал(а):
Чт ноя 29, 2018 7:14 pm
В принципе я уже два раза повторился, и не совсем вижу, где мои слова непонятны, особенно если отбросить трактовки феноменологических моделей. В данном случае практика однозначно указывает на то, что лучше.

Хотел бы дополнительно предостеречь о рекламе преимуществ химического травления (особенно растворами) для стекла, если цель в достижении максимально высокой точности. Поверхность которого заведомо неоднородна (если бы ещё шла речь о травлении однородной плоскости скола, т.е. с постоянным идексом Миллера, то возможность равномерного снятия очень тонкого слоя в газовой фазе существенно проще, хотя и не лишена общих причин указанных выше. Со стеклом всё существенно более проблематично).
Повторяю вопрос. Для особо понятливых. "Неоднородности" какой природы Вы имеете ввиду? В стекле.

Ответить

Вернуться в «неорганическая химия и химия твердого тела / inorganic chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 14 гостей