Διχλωροσιλάνιο

Το διχλωροσιλάνιοΓια εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών. (αγγλική γλώσσα:dichlorosilane) είναι ανόργανη χημική ένωση, που περιέχει πυρίτιο, υδρογόνο και χλώριο, με μοριακό τύπο SiH2Cl2. Στην κύρια εφαρμογή του, αναμειγνύεται με αμμωνία για να σχηματίσει νιτρίδιο του πυριτίου, κατά την επεξεργασία ημιαγωγών. Με υψηλότερης συγκέντρωσης DCS·NH3 (π.χ. 16:1), συνήθως καταλήγει σε χαμηλότερου στρες φιλμ νιτριδίου. 

 Ιστορία 
Το διχλωροσιλάνιο αρχικά παρασκευάστηκε από τους Stock και Somieski με αντίδραση ανάμεσα σε σιλάνιο και υδροχλώριο. Το διχλωροσιλάνιο αντιδρά με υδρατμούς για να δώσει αρχικά μονομερή σιλανάλη:  

Η μονομερής σιλανάλη σύντομα πολυμερίζεται.Seyferth, D., Prud'Homme, C., Wiseman, G., Cyclic Polysiloxanes from the Hydrolysis of Dichlorosilane, Inorganic Chemistry, 22, 2163-2167

 Σύνθεση 
Το περισσότερο διχλωροσιλάνιο σχηματίζεται ως παραπροϊόν της αντίδρασης υδροχλωρίου σε πυρίτιο, μια αντίδραση που τείνει να δώσει τριχλωροσιλάνιο (SiHCl3). Η δυσαναλαγοποίηση του τελευταίου είναι μια προτιμιταία παρασκευαστική οδός:Vorotyntsev, V., Mochalov, G., Kolotilova, M., Kinetics of Dichlorosilane Separation from a Mixture of Chlorosilanes by Distillation Using a Regular Packing, Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 38(4), 355-359 

2SiHCl3 ⇌ SiCl4 + SiH2Cl2

 Υδρόλυση 
Οι Stock και Somieski πέτυχαν την υδρόλυση διχλωροσιλανίου χρησιμοποιώντας διάλυμα διχλωροσιλανίου σε βενζόλιο, μετά από σύντομη επαφή με μεγάλη περίσσεια ύδατος.Seyferth D., Prud’Homme C., Linear Polysiloxanes from Dichlorosilane, Inorganic Chemistry, 23, 4412-4417 Η μεγάλης κλίμακας υδρόλυση γίνεται με διάλυμα σε μείγμα αιθέρα-αλκανίου στους 0 °C, που δίνει μείγμα πτητικού και μη πτητικού [H2SiO]n. Οι Fischer και Kiegsmann αποπειράθηκαν υδρόλυση διχλωροσιλανίου διαλυμένου σε εξάνιο, χρησιμοποιώντας NiCl2⋅6H2O ως πηγή ύδατος, αλλά απέτυχαν. Τελικά, ωστόσο, πέτυχαν την υδρόλυση χρησιμοποιώντας ως διαλύτη διαιθυλαιθέρα και τετραχλωράνθρακα στους -10 °C. Ο σκοπός της επίτευξης του διχλωροσιλανίου είναι η συλλογή συμπυκνωμένων προϊόν, αποστάζοντας το διάλυμα και λαμβάνοντας διάλυμα ολιγομερών  [H2SiO]n σε διχλωρομεθάνιο. Αυτές οι μέθοδοι χρησιμοποιήθηκαν για τη λήψη κυκλικών παραγώγων πολυσιλανάλης. Άλλος σκοπός για την υδρόλυση διχλωροσιλανίου είναι να ληφθούν γραμμικά παράγωγα πολυσιλανάλης και μπορεί να επιτευχθεί με πολλές διαφορικές σύνθετες μεθόδους. Η υδρόλυση διχλωροσιλανίου σε διαιθυλαιθέρα, διχλωρομεθάνιο ή πεντάνιο δίνει κυκλικές και γραμμικές πολυσιλανάλες.

 Αποσύνθεση 
Οι Su και Schlegal μελέτησαν την αποσύνθεση διχλωροσιλανίου χρησιμοποιώντας τη θεωρία μεταβατικής κατάστασης χρησιμοποιώντας υπολογισμού επιπέδου G2. Οι Wittbrodt και Schlegel επεξεργάστηκαν και βελτίωσαν αυτούς τους υπολογισμούς χρησιμοποιώντας τη μέθοδο QCISD(T).Walch, S., Dateo, C., Thermal Decomposition Pathways and Rates for Silane, Chlorosilane, Dichlorosilance, and Trichlorosilane, Journal of Physical Chemistry, 105, 2015-2022 Τα κύρια προϊόντα αποσύνθεσης ταυτοποιήθηκαν στον εμπειρικό τύπο SiHCl.

 Υπερκαθαρισμός 
Το διχλωροσιλάνιο πρέπει να υπερκαθαριστεί και να συμπυκνωθεί με σκοπό να χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή επιτάξιων ημιαγωγικών στρωμάτων πυριτίου, που με τη σειρά τους χρησιμοποιούνται σε μικροηλεκτρονικά συστήματα. Η δημιουργία στρωμάτων πυριτίου παράγει ισχυρές δομές.

 Πλεονεκτήματα χρήσης 
Το διχλωροσιλάνιο χρησιμοποιείται επειδή αποσυνθέτεται σε χαμηλότερη θερμοκρασία και έχει υψηλότερο ρυθμό ανάπτυξης κρυστάλλων πυριτίου.

 Κίνδυνοι για την ασφάλεια 
Είναι ένα χημικά ενεργό αέριο, που υδρολύεται εύκολα και αυτοαναφλέγεται στον αέρα. Το διχλωροσιλάνιο είναι επίσης πολύ τοξικό και γι' αυτό πρέπει να λαμβάνονται προστατευτικά μέτρα για κάθε πειραματική (και μη) χρήση του.Vorotyntsev, V., Mochalov, G., Kolotilova, Volkova, E., Gas-Chromatographic and Mass-Spectrometric Determination of Impurity Hydrocarbons in Organochlorine Compounds and Dichlorosilane, Journal of Analytical Chemistry, 61(9), 883-888 Τα προστατευτικά μέτρα πρέπει να συμπεριλαμβάνουν την προστασία του δέρματος, των ματιών και των αναπνευστικών οδών.Praxair Material Safety Data Sheet (2007)

 Παραπομπές 

Κατηγορία:Ανόργανα σιλάνια
Κατηγορία:Υδρίδια
Κατηγορία:Ανόργανες ενώσεις χλωρίου