Untersuchung der Lösungs- und Kristallisationsgleichgewichte im System GaN/NH3 als Grundlage für die ammonothermale Kristallzüchtung von Nitriden

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Start date : 01.07.2011

End date : 30.07.2014


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FOR 1600: Chemie und Technologie der Ammonothermal-Synthese von Nitriden

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Scientific Abstract

Für die Bestimmung von Gleichgewichten werden bei der ammonothermalen Züchtung von Gallium-nitrid bisher meist gravimetrische ex situ Verfahren eingesetzt, unabhängig davon ob im ammonobasi-schen oder ammonosauren Fluid kristallisiert wird. Die Vorgänge im Reaktor, wie die Reaktionsschritte beim Lösungsvorgang, dem Transport der Spezies und der Kristallisation selbst sind bisher wenig oder gar nicht bekannt. Für ein Verstehen und das Beschreiben des Kristallisationsprozesses der Gruppe-III-Nitride und einer gezielten Züchtung von Volumenkristallen ist die Kenntnis von Löslichkeits- und Gleichgewichtsdaten auch unter ammonothermalen Bedingungen unbedingt erforderlich. Eine prozessrelevante Löslichkeit der Gruppe-III-Nitride in Ammoniak wird erst beobachtet, wenn geeignete Lösungsvermittler wie z. B. Ammoniumhalogenide oder Alkaliamide zugesetzt werden. In Kooperation mit den in situ Untersuchungsmethoden des TP 3 und TP 5 sollen im TP 4 Apparaturen entwickelt werden, die zeitabhängig eine repräsentative Probennahme ermöglichen, damit eine Bilan-zierung des Kristallisationsvorganges nahe den jeweiligen Gleichgewichtsbedingungen bei verschie-denen Prozessparametern möglich wird. Dazu soll sowohl bezüglich der Autoklaventechnik als auch bezüglich der zu entwickelnden Röntgentechnik sich schrittweise den Anforderungen des Modellsys-tems GaN/NH3-Systems über die Zeolith- und ZnO-Kristallisation angenähert werden.

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