- Trường hợp mật độ dòng từ JaN3 trở lên thì không có sự tạo thành lớp xốp, thay
3.2.6. Cơ chế ảnh hưởng của nồng độ HF lên mật độ dòng ngưỡng và tốc độ ăn mòn
nm/phút thì ở nồng độ 0,9% HF nó đã là 182 nm/phút, tức là khi nồng độ HF tăng lên 3 lần thì tốc độ ăn mòn đã tăng lên gần 9 lần, còn nếu so sánh vamax của nồng độ
0,3% với nồng độ 1,5% HF thì tốc độ ăn mòn cực đại chênh nhau tới 20 lần trong khi nồng độ HF chỉ chênh nhau có 5 lần. Điều này có thể giải thích tại sao thời gian ăn mòn anốt các màng aSiC của các nhóm nghiên cứu khác là rất ngắn [17, 117]. Ví dụ, khi ăn mòn màng aSiC/Si có độ dày gần 1,5 µm trong dung dịch 50% HF thì Boukezzata [17] chỉ ăn mòn trong khoảng 30 s là đã ăn mòn đến đế Si.
So sánh sự thay đổi tốc độ ăn mòn theo nồng độ HF và theo mật độ dòng điện hóa, ta thấy rằng sự thay đổi tốc độ ăn mòn khi nồng độ HF thay đổi diễn ra mạnh hơn nhiều. Điều này có nghĩa là với dung dịch HF loãng tốc độ ăn mòn được quyết định chủ yếu bởi nồng độ HF chứ không phải mật độ dòng điện hóa. Ngoài ra, có một điểm đáng chú ý là khi thay đổi thời gian ăn món anốt chúng tôi thấy rằng với các mật độ dòng cho hình thái đám rễ cây thì tốc độ ăn mòn tăng theo thời gian, còn với các mật độ dòng cho hình thái cột xốp lớn nông thì ngược lại, với mật độ dòng cho hình thái cột xốp nhỏ sâu thì tốc độ ăn mòn gần như không đổi theo thời gian. Với phát hiện này chúng tôi hoàn toàn có thể điều khiển được độ dày của lớp aSiC xốp có hình thái cột xốp nhỏ sâu bằng cách thay đổi thời gian ăn mòn.
3.2.6. Cơ chế ảnh hưởng của nồng độ HF lên mật độ dòng ngưỡng và tốc độ ăn mòn độ ăn mòn
Cơ chế ảnh hưởng của nồng độ HF lên quá trình ăn mòn anốt SiC rất phức tạp bởi vì sự phân ly của HF trong nước là một quá trình rất phức tạp [71, 81]. Hơn thế
88
nữa sự phân ly của HF trong nước còn thay đổi rất lớn khi có điện thế áp đặt vào hai điện cực của bình điện hóa do các lý do sau đây: i) có thêm sự phân ly của nước khi có điện thế áp đặt [37]; ii) sự thay đổi của phân bố điện tích trên giao diện SiC/dung dịch [145, 146]; iii) sự thay đổi của các quá trình động lực học ở bề mặt (sự khuếch tán, đối lưu); iv) sự hình thành lớp ôxít [165]. Mặc dù đã có một số nghiên cứu về sự ảnh hưởng của nồng độ HF lên sự ăn mòn anốt SiC [73, 74, 131, 169], tuy nhiên cho tới nay sự hiểu biết về cơ chế ảnh hưởng của nồng độ HF lên quá trình ăn mòn anốt SiC còn rất hạn chế. Do đó sau đây chúng tôi sẽ đưa ra các kết quả nghiên cứu của mình về vấn đề này.
Trước tiên chúng tôi thảo luận về cơ chế ảnh hưởng của nồng độ HF lên tốc độ ăn mòn. Các kết quả nghiên cứu của chúng tôi đã trình bày ở trên cho thấy rằng
khi ăn mòn anốt SiC trong dung dịch nước của HF thì tốc độ ăn mòn sẽ được quyết định bởi tốc độ ôxy hóa SiC và tốc độ hòa tan silic ôxít. Điều này cũng có nghĩa là tốc độ ăn mòn sẽ được quyết định bởi Ja (quyết định đến tốc độ ôxy hóa Si và C) và CHF (quyết định đến tốc độ hòa tan silic ôxít). Như vậy:
