Wanderung von SiAs im Temperaturgradienten ohne Zusatz eines Transportmittels – Experimente und Modellrechnungen

SiAs wandert im Temperaturgradienten (T 2 → 1 ) einer Quarzglasampulle ( T = 0,5 · (T 1 + T 2 ) = 850°C bis 1000°C) ohne Zugabe eines halogenierenden Transportmittels in die kältere Zone. Die Wanderungsgeschwindigkeit ṁ hängt von der Temperatur ( T ) und vom Arsenpartialdruck ab. Mit T steigt ṁ(SiAs) an (z. B. T = 850°C, ṁ(exp.) = 0,006 mg/h; T = 1000°C, ṁ(exp.) = 0,044 mg/h). Ein Zusatz von Arsen (n(As)) über das Verhältnis As:Si = 1 hinaus erhöht die Abscheidungsrate von SiAs ebenfalls deutlich (z. B. T = 1000°C, n(As) = 0,11 mmol, ṁ(exp.) = 0,067 mg/h; n(As) = 4,0 mmol, ṁ(exp.) = 0,82 mg/h). Bei Vergleichsexperimenten mit Argon anstatt Arsen wird die Wanderungsrate von SiAs durch den Gesamtdruck nur geringfügig beeinflußt; die beobachtete Zunahme läßt sich somit nicht als Einfluß der Konvektion auf eine Sublimationsvorgang deuten. Deshalb wurde versucht, mit Hilfe thermodynamischer Modellrechnungen eine Interpretation zu geben. Das Beobachtungsmaterial spricht für die Existenz von Gasteilchen SiAs m (mit m > 2), so daß ein chemische Transport von SiAs s über einen endothermen Vorgang wie z. I SiAs s + 2/n As n, g = SiAs 3, g (mit 1 ≤ n ≤ 4) denkbar wäre.