Журнал неорганической химии, 2020, T. 65, № 5, стр. 673-678

Исследование термодинамических свойств β-дикетонатного комплекса рутения Ru(thd)3 – прекурсора для получения покрытий химическим осаждением из газовой фазы

С. В. Сысоев a, Т. М. Кузин a*, Л. Н. Зеленина a, К. В. Жерикова a, Н. В. Гельфонд a

a Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН
630090 Новосибирск, Россия

* E-mail: kuzin@niic.nsc.ru

Поступила в редакцию 15.11.2019
После доработки 25.11.2019
Принята к публикации 24.12.2019

Аннотация

Изучены термодинамические свойства комплексного соединения рутения Ru(thd)3 (thd =  трис(2,2,6,6-тетраметил-3,5-гептадионат-анион), Ru(C11H19O2)3). Методом дифференциальной сканирующей калориметрии определены температуры (434.8 ± 2.0, 452.2 ±1.0, 461.1 ± 1.0, 487.8 ± 1 K) и термодинамические параметры (изменение энтальпии ΔH = 13.3 ± 2.0, 2.1 ± 0.5, 6.0 ± 2.0, 3.8 ± 1 кДж/моль) трех обратимых твердофазных переходов и процесса плавления. Методом потока установлена зависимость давления насыщенного пара от температуры в интервале 392–488 K. Рассчитаны термодинамические параметры процесса сублимации (изменения энтальпии ΔH = 121 ± 1, 103 ± 3, 101 ± 5, 86 ± 2 кДж/моль и энтропии ΔS° = 219 ± 3, 176 ± 7, 173 ± 10, 141 ± 4 Дж/(моль K)) для всех четырех кристаллических фаз. Методом термодинамического моделирования рассчитаны CVD-диаграммы, позволяющие определить равновесный фазовый состав системы. Полученные результаты позволяют дать рекомендации по нахождению оптимальных условий проведения процесса CVD и выбору прекурсора.

Ключевые слова: CVD-диаграммы, энтальпия сублимации, давление насыщенного пара, комплексные соединения рутения

DOI: 10.31857/S0044457X20050244

Список литературы

  1. Lai Y.H., Chen Y.L., Chi Y. et al. // J. Mater. Chem. 2003. V. 13. P. 1999.

  2. Premkumar P.A., Prakash N.S., Gaillard F. et al. // Mater. Chem. Phys. 2011. V. 125. P. 757. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2010.09.062

  3. Morozova N.B., Gelfond N.V., Semyannikov P.P. et al. // J. Struct. Chem. 2012. V. 53. P. 725. https://doi.org/10.1134/S0022476612040154

  4. Wang F.Z., Xu Q., Tan Z.A. et al. // J. Mater. Chem. 2014. V. A2. P. 1318.

  5. Bilyalova A.A., Tatarin S.V., Kalle P. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2019. V. 64. P. 207. [Билялова А.А., Татарин С.В., Калле П. и др. // Журн. неорган. химии. 2019. Т. 64. № 2. С. 172.]https://doi.org/10.1134/S0036023619020037

  6. Morozova E.A., Malkerova I.P., Kiskin M.A., Alikhanyan A.S. // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. P. 1436. [Морозова Е.А., Малкерова И.П., Кискин М.А., Алиханян А.С. // Журн. неорган. химии. 2018. Т. 63. № 11. С. 1414.]https://doi.org/10.1134/S0036023618110128

  7. Levchenko M., Matskevich N.I., Kerzhentseva V.E. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. P. 923. [Левченко Л.М., Мацкевич Н.И., Керженцева В.Е. и др. // Журн. неорган. химии. 2018. Т. 63. С. 880.]https://doi.org/10.1134/S0036023618070136

  8. Aliev I.I., Magammedragimova R.S., Aliev O.M. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2019. V. 64. P. 527. [Алиев И.И., Магаммедрагимова Р.С., Алиев О.М., Бабанлы К.Н. // Журн. неорган. химии. 2019. Т. 64. С. 421.]https://doi.org/10.1134/s003602361904003x

  9. Demina L.I., Kostikova G.V., Zhilov V.I. // Russ. J. Inorg. Chem. 2019. V. 64. P. 323. https://doi.org/10.1134/S0036023619030082

  10. Berkin S., Hrovat M., Kolar D. // J. Mater. Sci. Lett. 1990. V. 10. P. 69.

  11. Lai Y.-H., Chou T.-Y., Song Y.-H. et al. // Chem Mater. 2003. V. 15. P. 2454.

  12. Shibutami T., Kawano K., Oshima N. et al. // Electrochem. Solid-State Lett. 2003. V. 6. P. 117. https://doi.org/10.1149/1.1592374

  13. Johnston S., Feller D., Dubin V., Moon P. // Conference Proceedings AMC XIX. 2004. P. 335.

  14. Park H.L., Chung C.H., Kim C.H., Kim S.H. // J. Mater. Sci. Lett. 1987. V. 6. P. 1093. https://doi.org/10.1007/BF01729143

  15. Barreca D., Buchberger A., Daolio S. et al. // Langmuir. 1999. V. 15. P. 4537.

  16. Bond G.C., Slaa J.C. // J. Mol. Catal. A. 1995. V. 101. P. 243.

  17. Uner D.O., Pruski M., King T.S. // J. Catal. 1995. V. 156. P. 60.

  18. Sierra M.C.S., Ruiz J.G., Proietti M.G., Blasco J. // J. Mol. Catal. A. 1995. V. 96. P. 65. https://doi.org/10.1016/1381-1169(94)00022-0

  19. Patil Y.P., Tambade P.J., Nandurkar N.S., Bhanage B.M. // Catal. Commun. 2010. V. 9. P. 2068.

  20. Kolesnik V.D., Ashirov R.V., Sheglova N.M. // R.F. Patent. 2011. № 2. P. 409.

  21. Lashdaf M., Krause A.O.I., Lindblad M. et al. // Appl. Catal., A. 2003. V. 241. P. 65. https://doi.org/10.1016/S0926-860X(02)00423-4

  22. Duman S., Ozkar S. // Int. J. Hydrogen Energy. 2013. V. 38. P. 180.

  23. Lashdaf M., Hatanpää T., Tiitta M. // J. Therm. Anal. Calorim. 2001. V. 64. P. 1171. https://doi.org/10.1023/A:1011549130134

  24. Bykov A.F., Morozova N.B., Igumenov I.K., Sysoev S.V. // J. Therm. Anal. 1996. V. 46. P. 1551. https://doi.org/10.1007/BF01980761

  25. Sysoev S.V., Naumov D.Yu., Kuratieva N.V. et al. // J. Struct. Chem. 2016. V. 57. P. 826. [Сысоев С.В., Наумов Д.Ю., Куратьева Н.В. и др. // Журн. структур. химии. 2016. Т. 57. № 4. С. 865.]https://doi.org/10.1134/S0022476616040314

  26. Sang Y.K., Kook H.C., Seok K.L. et al. // J. Electrochem. Soc. 2000. V. 147. P. 1161.

  27. Morozova N.B., Mit’kin V.N., Igumenov I.K. et al. // Russ. J. Coord. Chem. 1989. V. 15. P. 110.

  28. Vikulova E.S., Zherikova K.V., Korolkov I.V. et al. // J. Therm. Anal. Calorim. 2014. V. 118. P. 849. https://doi.org/10.1007/s10973-014-3997-7

  29. Суворов А.В. Термодинамическая химия парообразного состояния. Л.: Химия, 1970. С. 2055.

  30. Vikulova E.S., Cherkasov S.A., Nikolaeva N.S. et al. // J. Therm. Anal. Calorim. 2019. V. 135. P. 2573. https://doi.org/10.1007/s10973-018-7371-z

  31. Kuznetsov F.A., Titov V.A., Borisov S.V., Vertoprakhov V. // CODATA Bulletin Abstracts from the 11th International CODATA Conference. 1988. № 68. P. 9.

  32. Фундаментальные основы процессов химического осаждения пленок и структур для наноэлектроники / Под ред. Смирновой Т.П. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2013. 176 с.

  33. Термодинамические свойства индивидуальных веществ: Справочное издание / Под ред. Гурвича Л.В. и др. М.: Наука, 1979.

  34. Shestakov V.A., Ermakova E.N., Sysoev S.V. // Russ. Chem. Bull. 2018. V. 67. P. 980. [Шестаков В.А., Ермакова Е.Н., Сысоев С.В. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2018. № 6. С. 980.]https://doi.org/10.1007/s11172-018-2167-7

  35. Vikulova E.S., Zherikova K.V., Sysoev S.V. et al. // J. Therm. Anal. Calorim. 2019. V. 137. P. 923. https://doi.org/10.1007/s10973-018-07991-y

  36. Zherikova K.V., Morozova N.B., Zelenina L.N. et al. // J. Therm. Anal. Calorim. 2008. V. 92. № 3. P. 729.

  37. Mishin V.Y., Solovev S.M., Chinenov P.P. // Soviet Radiochem. 1985. V. 27. P. 333. [Мишин В.Я., Соловьев С.М., Чиненов П.П. и др. // Радиохимия. 1985. № 3. С. 354.]

  38. Ahmed M.A.K., Fjellvåg H., Kjekshus A. et al. // Z. Anorg. Allg. Chem. 2008. V. 634. P. 247. https://doi.org/10.1002/ZAAC.200700462

Дополнительные материалы отсутствуют.