Synthese und Charakterisierung von neuartigen Halogenalanderivaten und deren Anwendung in der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD)

Abstract

Die Synthese und Charakterisierung der Mono- und Dihalogenalane wird systematisch dargestellt. Stabilisierungsmöglichkeiten der monomeren Form unter Anwendung geeigneter Basen (tertiäres Amin, N-Methylpiperidin) standen dabei im Vordergrund. Alle Verbindungen sind Donor-Akzeptor-Systeme, in denen der Lewis-saure Halogenalankern über die freien Elektronenpaare der Aminliganden koordiniert und damit stabilisiert wird. Im Gegensatz zu tertiären Aminen konnte wie erwartet mit sekundären Aminen (Piperidin) Dimere mit einer kovalenten Bindung zwischen dem Stickstoff- und dem Aluminiumatom gebildet werden. Des Weiteren wurde in dieser Arbeit gezeigt, dass Chloraluminiumhydride als Edukte zur Darstellung von weiteren interessanten Verbindungen effizient angewendet werden können. Durch eine weitere Modifikation der Substituenten am Aluminiumatom konnten die einzigartigen Heterohalogenverbindungen synthetisiert werden, von denen bis heute noch keine Analogen in der Literatur bekannt sind. Die erhaltenen Verbindungen konnten mittels spektroskopischen Methoden und Röntgenstrukturbestimmung charakterisiert werden. Im materialwissenschaftlichen Teil wurden mögliche Applikationen der Halogenalanderivate im innovativen Beschichtungsverfahren, des thermischen CVD-Prozesses, untersucht. Die neuen Single-Source-Precursoren wurden auf verschiedenen Materialoberflächen abgeschieden. Die entstandenen Oberflächen sind homogen kristallin und konnten als Aluminiumschichten charakterisiert werden.

The synthesis and characterization of mono and dihalogenalanes is systematically shown. Stabilization opportunities of the monomeric species using suitable bases (tertiary amines, N-methylpiperidine) kept in focus. All compounds are donor acceptor systems in which the Lewis-acid halogenalane core is coordinated and stabilized by free electron pairs of the amine ligands. In contrast to tert-amines as expected with sec-amines dimeres with a covalent bond from nitrogen to aluminium atom could be built. Furthermore was shown that chloroaluminium hydrides are suitable efficient educts in producing more interesting compounds. By advanced modifications of substituents at aluminium unique hetero halogen compounds could be synthesized until now analogues are unknown in literature. The obtained new compounds could be characterized by spectroscopic methods and x-ray structure determination. In the material science part of work the possible applications of the halogenalane derivatives in the innovative coating process, the thermal chemical vapour deposition was investigated. New single source precursors were deposited on surfaces of different materials. The resulted surfaces were homogeny crystalline and could be characterized as thin aluminium layers.