금속산화물 및 질화물의 합성 실험

소개

화학공학과에서 실험하는 금속산화물 및 질화물의 합성 실험 방법과 이론, 구체적인 내용을
첨부하였습니다.

목차

1. Purpose
2. Theory
3. Equipment
4. Method
5. Inference
6. Result
7. Reference

본문내용

1. Purpose
알루미늄 착물을 이용하여 질화알루미늄(AlN)분말을 합성하고, AlN이 생성되는 반응과정, 즉 반응메커니즘을 추정해 본다.
· 반응메커니즘: 단일의 단계 과정에는 1분자ㆍ2분자ㆍ3분자 과정이 있으며, 이것을 알게 되면 반응속도식을 구할 수 있다. 반응메커니즘에서 얻은 반응속도식은 실험해서 얻은 반응속도식과 일치해야만 한다. 예를 들어, 다음과 같은 반응을 생각해 본다.
2I- + H2O2 + 2H3O+ → I2 + 4H2O
실험에서 얻은 반응속도식은 아래와 같다.
υ = κ[I-][H2O2]
이 식은 반응속도가 아이오딘 이온과 과산화수소 사이의 2분자 과정에 따라서 결정됨을 의미한다. 이 반응의 반응메커니즘은 아래와 같다.
1단계: HOOH + I- → HOI + OH-(느리다)
2단계: HOI + I- → I2 + OH-(빠르다)
3단계: 2OH- + 2H3O+ → 4H2O(빠르다)
이 반응메커니즘에서는 1단계가 다음의 두 단계보다 반응이 훨씬 느리게 나타나고, 전체 반응속도는 느린 1단계의 반응속도로 결정된다. 따라서 가장 느린 단계의 반응을 그 반응의 속도결정단계라고 한다.
2. Theory
최근 반도체 소자의 소형화와 고집적화에 따라 회로 단위면적당 방출하는 열의 증가로 칩의 온도가 상승하여 회로의 신뢰도 및 수명이 떨어지는 문제점이 생기게 되었다. 따라서 회로에서 방출되는 열을 효율적으로 방출시켜 회로를 보호하기 위해 높은 열전도도를 갖는 기판 및 패키지를 사용해야 할 필요가 대두되었다. 질화알루미늄(AlN)은 높은 열전도성, 높은 전기절연성, 낮은 유전상수 및 유전손실, 실리콘과 비슷한 열팽창계수 등과 같은 특성을 가지고 있어 반도체의 기판재료나 반도체 레이저용 방열재 등과 같은 전자재료로서의 수요증대가 크게 기대되고 있다.
종래의 기판용 재료는 알루미나가 주류이었지만, 알루미나와 비교할 경우 질화알루미늄은 위에 기술한 특성 이외에도 곡강도가 높고, 경도가 낮아 가공성에 있어서도 뛰어나기 때문에 반도체용

참고자료

· ▷ 디스플레이 화학공학 실험(p.99)
· ▷ L. M. Sheppaid, Ceramic Bullefin, Vol.69, p.1801(1990)
· ▷ G. Selvaduray and L.Sheet, Materials Science and Technology, vol.9, p.463(1993)