Плазменно и термически стимулированное осаждение алмазных пленок многомерные модели химических реакторов (1097823)
Текст из файла
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего профессионального образования“Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова”Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. СкобельцынаНа правах рукописиМАНКЕЛЕВИЧ ЮРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧПЛАЗМЕННО И ТЕРМИЧЕСКИ СТИМУЛИРОВАННОЕ ОСАЖДЕНИЕ АЛМАЗНЫХПЛЕНОК: МНОГОМЕРНЫЕ МОДЕЛИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВДиссертация на соискание ученой степенидоктора физико-математических наукСпециальность 01.04.08 – физика плазмыМосква - 20132ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ ............................................................................…........................................................
5Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ….............................................................................................. 15§1.1. Газофазное химическое осаждение (ГХО) алмазных пленок (АП) ............................. 15§1.2. Реакторы ГХО с активацией смеси горячей нитью (ГН). Теория и эксперимент .. 19§1.3. Реакторы ГХО с дуговым плазмотроном (ДП) ……………………...…...........………. 25§1.4. Реакторы ГХО с разрядом постоянного тока (РПТ) …………………………............. 30§1.5.
Реакторы ГХО с активацией смеси сверхвысокочастотным разрядом (СВЧР) ….. 31§1.6. Механизмы роста АП ….…….............................................................................................. 36Глава 2. АКТИВАЦИЯ H/C, H/C/N И H/B/C/O СМЕСЕЙ ГОРЯЧЕЙ НИТЬЮ (ГН) ДЛЯГАЗОФАЗНОГО ХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ АЛМАЗНЫХ ПЛЕНОК.ПРОСТРАНСТВЕННО ДВУМЕРНОЕ И ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕПРОЦЕССОВ В РЕАКТОРАХ ГХОГН ....................................................................... 39§2.1. Устройство реакторов ГХОГН и их размерные 2-D(r,z), 2-D(x,z) и 3-D(x,y,z)модели. Механизмы роста АП ...........................................................................................
392.1.1. Устройство и схема работы реакторов ГХОГН ……………………….............…... 392.1.2. Размерные модели реакторов ГХОГН. 3-D(x,y,z) модель ………………............... 412.1.3. Газофазно-поверхностные реакции и механизмы роста АП ……………............... 46§2.2. Моделирование реакторов ГХОГН в H/C смесях.
Осаждениемикрокристаллических алмазных пленок (МКАП) …………………………............. 512.2.1. Основные механизмы химической конверсии углеводородов. Нелокальныйбаланс процессов рождения и гибели CxHy компонент в ГХОГН реакторах …... 512.2.2. Распределение СН3 концентраций: теория и эксперимент. 3-D эффекты...
.......... 57§2.3. Эффекты вариации параметров и геометрии реакторов ГХОГН в H/C смесях .... 622.3.1. Эффекты вариации температуры нити Tf …………………..……………………... 622.3.2. Эффекты вариации температуры подложки Ts и расстояния между ГН иподложкой …..................................………………..…….…………………………... 642.3.3. Эффекты вариации давления газа. Расчетные и экспериментальныескорости роста АП …................................................................................................... 652.3.4.
Многонитевые реакторы. Условия однородности скорости роста АП ….............. 67§2.4. Моделирование реакторов ГХОГН в СH4/NH3/Н2 и СH4/N2/Н2 смесяхH/C/N химический механизм. Процессы на поверхности нити …..………................. 692.4.1. Газофазно-поверхностные процессы с участием азотных компонент ..….............. 702.4.2. 3-D моделирование. Эффекты вариации доли NH3, N2 и температуры ГН ............
732.4.3. Сравнение экспериментальных и расчетных распределений концентраций NH .. 79§2.5. Моделирование реакторов ГХОГН в H/B/C/O смесях. Химический механизмв B2H6/H2 и B2H6/СН4/H2 смесях с примесью O2 ….…………………………................. 812.5.1. Каталитические свойства горячей нити в борсодержащих смесях.Диссоциация B2H6. H/B/C/O химический механизм ………….............…….…… 812.5.2. Моделирование процессов в H/B/C и H/B/C/O смесях реактора ГХОГН.Экспериментальное поведение концентрации атомов бора ………….….............. 87§ 2.6.
Выводы к Главе 2 .................................................................................................................. 94Глава 3. КАТАЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ МОЛЕКУЛ Н2 И N2 НАПОВЕРХНОСТИ ГОРЯЧЕЙ НИТИ. ПОВЕДЕНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Н И NАТОМОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ГН И ДАВЛЕНИЯ ГАЗА Н2ИЛИ N2. КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ АЗОТА НА НИТИ ИПРОСТРАНСТВЕННАЯ НЕРАВНОВЕСНОСТЬ КОНЦЕНТРАЦИЙ N2(v=1) … 953§3.1. Двухступенчатый механизм каталитической диссоциации Н2 на поверхности ГН.Экспериментально-аналитический подход для самосогласованного нахождениякаталитического источника Q(p,Tf) и профилей концентрации атомарного водородаи температуры газа как функций давления p и температуры нити Tf .......................
95§3.2. Поведение распределений концентрации атомов Н как функций давления p итемпературы нити Tf. Эффекты карбидизации ГН и колебательно-возбужденныхмолекул Н2(v) ....................................................................................................................... 104§3.3.
Двухступенчатый механизм каталитической диссоциации N2 на поверхности ГН.Экспериментально-модельный подход для нахождения каталитическогоисточника Q(p,Tf), распределений концентраций атомов N и температурыгаза как функций давления газа p и температуры нити Tf ........................................ 111§3.4. Колебательное возбуждение азота на нити и особенности пространственнойнеравновесности в распределении концентраций колебательно-возбужденныхмолекул азота N2(v=1) ......................................................................................................... 122§ 3.5.
Выводы к Главе 3 …........................................................................................................... 127Глава 4. АКТИВАЦИЯ H/C/Ar СМЕСЕЙ ДУГОВЫМ ПЛАЗМОТРОНОМ (ДП) ДЛЯОСАЖДЕНИЯ АЛМАЗНЫХ ПЛЕНОК. ДВУМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕПЛАЗМОХИМИЧЕСКИХ И ТРАНСПОРТНЫХ ПРОЦЕССОВ В РЕАКТОРАХГХОДП ………..………..………..………..………..………..………..………..………... 129§4.1.
Схема и основные принципы работы реакторов ГХО с активацией смесидуговым плазмотроном ……............................................................................................. 129§4.2. Методика определения параметров плазмы в дуговом аргоновом разряде,промежуточной камере смешения и на входе в реакционную камеру плазмотрона.132§4.3. 2-D(r,z) модель реактора ГХОДП .....................................................................................
136§4.4. Моделирование реакторов ГХОДП в H/C/Ar смесях ................................................... 1464.4.1. Газодинамические и плазмохимические процессы в реакционнойкамере плазмотрона …...............................................................................................
1464.4.2. Эффекты вариации разрядных параметров. Сравнение 2-D модельныхрасчетов с CRDS измерениями {CH} и {C2(a)} ....................................................... 158§4.5. Моделирование реактора ГХОДП меньшей мощности (<2 кВт) с аргонводородным дуговым разрядом ....................................................................................... 165§ 4.6. Выводы к Главе 4 ................................................................................................................. 170Глава 5.
АКТИВАЦИЯ H/C И H/C/O СМЕСЕЙ РАЗРЯДОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА(РПТ) ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ АЛМАЗНЫХ ПЛЕНОК. ДВУМЕРНОЕМОДЕЛИРОВАНИЕ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИХ И ТРАНСПОРТНЫХПРОЦЕССОВ В РЕАКТОРАХ ГХОРПТ ……………............................................... 172§5.1. Схема и основные принципы работы реакторов ГХО с активацией смесиплазмой РПТ ........................................................................................................................ 172§5.2. 2-D(r,z) модель реактора ГХОРПТ ….............................................................................. 173§5.3.
Моделирование реактора ГХОРПТ в H/C смесях ….................................................... 1785.3.1. Плазмохимические процессы в водородной плазме ............................................... 1795.3.2. Плазмохимические процессы в H/C смесях ............................................................. 1815.3.3. Результаты численного моделирования. Эффекты вариацииразрядных параметров реактора ГХОРПТ ............................................................... 184§5.4. Моделирование реактора ГХОРПТ в H/C/O смесях ...................................................
190§5.5. Выводы к Главе 5 ............................................................................................................... 1924Глава 6. АКТИВАЦИЯ H/C, H/C/Ar(Нe) И H/B/C/O СМЕСЕЙСВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫМ РАЗРЯДОМ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ АЛМАЗНЫХПЛЕНОК. ДВУМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИХ ИТРАНСПОРТНЫХ ПРОЦЕССОВ В РЕАКТОРАХ ГХОСВЧР ............................. 194§6.1. Схема и основные принципы работы реакторов ГХО с активацией смесиСВЧ разрядом …..................................................................................................................
194§6.2. 2-D(r,z) модель процессов в реакторе ГХОСВЧР …..................................................... 199§6.3. Параметры плазмы и плазмохимические процессы, пространственныймеханизм конверсии углеводородов и распределения компонент в базовыхусловиях осаждения микрокристаллических АП (МКАП) ....................................... 207§6.4. Эффекты вариации доли метана и результаты моделирования для смесей7%Ar/Н2, 0.88%СH4/7%Ar/Н2, 4.4%СH4/7%Ar/Н2. и 10%СH4/Н2. Эффектывариации давления и вложенной мощности …..............................................................
2256.4.1 Эффекты вариации доли метана ….................................................................................. 2256.4.2. Эффекты вариации давления и вложенной мощности ................................................. 2316.4.3. Моделирования условий осаждения монокристаллического алмаза (МНКА)(single crystal diamond, SCD) в смеси 10%СH4/Н2 ......................................................... 232§6.5. Моделирование реакторов ГХОСВЧР в смеси СH4/Н2/(Ar или He) сдоминирующей долей инертного газа. Условия для осаждения(ультра)нано-кристаллических АП ((У)НКАП) ............................................................ 2356.5.1.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
