Диссертация (1097947), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

С помощьюразработанных методик определены параметры ТРПТ и СВЧ разрядов, возбуждаемых впрямоугольном резонаторе и открытом волноводе, а также вблизи электрода-антенны в азоте5.Выявлены механизмы, формирующие функции распределения по энергетическимуровням нейтральных и ионизованных атомов титана на стадии разлета ЛИП.106.Исследованы образование и свойства тонких оптических пленок из оксида титанапосредством испарения материала мишени под действием лазерного излучения в ВЧ разрядеемкостного типа в кислороде.7.Разработаны методы рассеяния и поглощения лазерного излучения для диагностикиконцентрации и размера наночастиц в ВЧ разряде в смесях SiF4  H 2 и SiH 4  H 2 .8.Исследованы механизмы образования наночастиц кремния в твердой фазе в ВЧразряде.Научная новизна работыНаучная новизна работы заключается в следующих положениях.1.Разработана уровневая полуэмпирическая столкновительно-излучательная модельгазовых разрядов при низких давлениях в азоте, описывающая кинетику электронов,нейтральных и ионизованных атомов и молекул азота в основном и возбужденных состояниях сдетализацией по колебательным уровням.2.ПредставленымоделирасчетаиобработкиспектровиспусканияиКАРС,позволяющие определять функции распределения частиц по возбужденным состояниям, вкоторыхнетребуютсяпредварительныепредположенияохарактерераспределениязаселенностей по энергетическим уровням молекул.3.МетодамиспектроскопииКАРСисследованыфункциираспределенияповращательным и колебательным уровням молекул азота и водорода в основном состоянии вбезэлектродном ВЧ разряде индуктивно-емкостного типа.4.Спомощьюопределеныэкспериментально-расчетныхраспределениеэнергиипометодик,внешнимиразвитыхвнутреннимвдиссертации,степенямсвободывозбужденных частиц, концентрация электронов, напряженность электрического поля, в СВЧразрядах, возбуждаемых вблизи электрода-антенны и в прямоугольном волноводе и резонаторев азоте.5.Теоретическое описание колебательной кинетики молекул водорода выполнено сявным учетом в кинетической схеме процессов с участием молекулы водорода в возбужденныхсинглетных электронных состояниях, представляющих интерес для практической эмиссионнойспектроскопии водородной низкотемпературной плазмы.6.Реализован метод выращивания тонких оптических пленок из оксидов титанапосредством испарения материала мишени под действием лазерного излучения в ВЧ разряде вкислороде,позволяющий:уменьшитьсодержаниевпленкахчастиц;улучшитьихстехиометрию; увеличить скорость осаждения пленок, показатель преломления и коэффициентпропускания.117.Исследовано образование наночастиц кремния в ВЧ разряде емкостного типа в смесяхфторида кремния с водородом.Достоверность и обоснованность полученных результатовДостоверностьмногочисленнымитеоретическихрезультатовэкспериментальнымиподтверждаетсяданными,полученнымиихвсравнениемсдиссертациииопубликованными исследовательскими группами в России и за рубежом.Достоверность экспериментальных результатов подтверждается тем, что они полученынезависимыми методами на различных установках и подтверждается их сравнением срезультатами расчетов и измерений, выполненных в диссертации и за рубежом.Научная и практическая значимость работы1.Разработанные автором экспериментально-расчетные методики в используются: визучении оптических свойств СВЧ разрядов в различных газах и жидких углеводородах влаборатории «Плазмохимии и физико импульсных процессов» ИНХС РАН (г.

Москва, Россия);в исследованиях физико-химических процессов в коронном разряде при криогенныхтемпературах в ОИВТ РАН (г. Москва, Россия) и в лаборатории «GE2.lab» университета им. Ж.Фурье (г. Гренобль, Франция); для решения актуальных задач плазменной аэродинамики вЦАГИ им. Н.Е. Жуковского (г. Жуковский, Россия); в исследованиях распространения ударныхволн в ТРПТ в лабораториях МРТИ РАН и института IMIP-CNR (Istituto di MetodologieInorganiche e dei Plasmi, Consiglio Nazionale delle Ricerche) г. Бари (Италия); в изученииколебательнойрелаксациимолекулазотавИТРипослесвечениивлаборатории«Спектроскопии высокого разрешения» ИОФ РАН (г. Москва, Россия); в исследованияхводородной НТП, возбуждаемой в условиях электронного циклотронного резонанса влаборатории Субатомной физики и космологии Гренобля (LPSC), Центра исследования плазмы,материалов и наноструктур (CRPMN), университета им.

Ж. Фурье (г. Гренобль, Франция).2.Результаты исследований испарения материала мишени под действием лазерногоизлучения и образования наночастиц кремния в ВЧ разрядах использованы для оптимизации иразработки плазмохимических реакторов для выращивания пленок из оксидов титана и кремнияв лабораториях института IMIP-CNR (Istituto di Metodologie Inorganiche e dei Plasmi, ConsiglioNazionale delle Ricerche) и «Centro Laser» (г. Бари, Италия).3.Созданные в рамках диссертации базы данных, экспериментально-расчетные методикии уровневые полуэмпирические СИМ азотной и водородной НТП могут быть использованы вфундаментальных и прикладных исследованиях газовых разрядов.Методы исследованийВ диссертации применялись методы численного моделирования, спектроскопии КАРС,оптической интерферометрии, эмиссионной и рентгено-фотоэлектронной спектроскопии,12оптической и электронной микроскопии, а также методы рассеяния и поглощения лазерногоизлучения.Методами спектроскопии КАРС определялись: поступательная температура Tg , ФРВУ иФРКУ молекул азота и водорода в основном состоянии.

Методами ОИ определялись:пространственные распределения поступательной температуры Tg и концентрации молекулыазота по сечению разрядных кювет; зависимость Tg от времени. Методами ЭС определялись:поступательная температура Tg , ФРВУ и ФРКУ молекулы азота N 2 , иона молекулы азота N 2 ,молекулы гелия He2 , молекулы углерода C2 и циана CN в возбужденных состояниях;концентрация электроновNeи напряженность электрического поляE .

Морфологияповерхности пленок из оксида титана, анализировалась методами полевой электроннойспектроскопии и оптической микроскопии. Оптическая микроскопия использовалась дляизмерения размера частиц. Изучение структуры поверхности пленок проводилось с помощьюэлектронного сканирующего микроскопа. Стехиометрия пленок исследовалась с помощьюрентгено-фотоэлектроннойспектроскопии.Коэффициентоптическогопропусканияполученных пленок измерялся спектрофотометром.

Толщина полученных пленок измеряласьпрофилометрами. Методы рассеяния и поглощения лазерного излучения использовались дляизмерения концентрации и размера наночастиц кремния. Численные методы использовались вразработанных компьютерных кодах для расчетов спектров КАРС и испускания, определенияконцентраций компонентного состава НТП, распределения энергии по внутренним степенямсвободы частиц, самосогласованного набора сечений столкновений между электронами итяжелыми частицами.Защищаемые положения1.Результаты определения Tg , ФРВУ и ФРКУ молекул N 2 , N 2 , He2 и CN в основном ивозбужденных состояниях, с соответствующими значениями вращательной и колебательнойтемпературы, N e , E , концентраций N 2 и N 2 в возбужденных состояниях в ТРПТ, ИТР,отрицательном коронном разряде, на стадии пробоя разрядного промежутка остриё-плоскость,в ВЧ и СВЧ разрядах.2.Уровневые полуэмпирические СИМ азотной, водородной и титаносодержащей НТП.3.Самосогласованные наборы уровневых сечений и коэффициентов скоростей физикохимических процессов.4.Вывод о доминирующей роли столкновений первого и второго рода электронов сколебательно-возбужденными молекулами азота N 2  X 1g , v  в изменении числа молекул азотана нижних колебательных уровнях на ранней стадии послесвечения ИТР в азоте.135.Результатыопределенияконцентрацииитемпературыэлектронов,функциираспределения по возбужденным уровням атомов и ионов титана, с соответствующимизначениями температур возбуждения, в ЛИП.6.Вывод о том, что отклонение от локально-термодинамического равновесия в ЛИПвозникает на поздней стадии её распада.7.Использование подложки, на которую осаждаются пленки из оксидов титана, вкачестве ВЧ электрода, позволяет улучшить их оптические свойства.8.Образование наночастиц кремния в ВЧ разряде в смесях SiF4  H 2 .9.Результаты измерений концентрации и размера наночастиц в ВЧ разряде в смесяхSiH 4  H 2 и SiF4  H 2 .Апробация результатов работыРезультаты вошедших в диссертацию исследований представлены на семинаре«Nonequilibrium Processes and Their Applications» (1994, Минск), конференции «Plasma Physicsand Technology» (1994, Минск), 8 конференции ESCAMPIG (1996, Попрад), 20 конференции попроцессам в ионизованных газах (1997, Тулуза), 14 конференции ESCAMPIG (1998, Дублин),18 семинаре «CARS and Applications» (1999, Фраскати), конференции «Advanced LaserTechnologies» (1999, Потенца), 7 симпозиуме «Trends and Applications of Thin Films» (2000,Нанси), 6 и 5 конференциях ESCAMPIG и ICPR, соответственно, (2002, Гренобль), 5конференции «Frontiers in Low Temperature Plasma Diagnostics» (2003, Кордильяно ДеВилладжио), 34 конференции «Plasmadynamics and Lasers» (2003, Орландо), 32-35 и 38-41конференциях по физике плазмы и УТС (2005-2008 и 2011-2014, Звенигород), 6 конференции«Strong Microwaves in Plasmas» (2005, Нижний Новгород), симпозиуме молодых ученых,студентов и аспирантов «Фундаментальные проблемы приложений физики НТП» (2005,Петрозаводск и 2014, Казань), 24 международном симпозиуме «Rarefied Gas Dynamics» (2004,Бари), 18 конференции ESCAMPIG (2006, Лечче), конференции «Демидовские чтения:фундаментальные и прикладные проблемы современной физики» (2006, Москва-ЕкатеринбургТомск), 6 и 8 конференциях «Microwave Discharges: Fundamentals and Applications» (2006 и2012, Звенигород), 5 конференции «Societe Francaise de Electrostatique» (2006, Гренобль), 18 и21конференции«SpectralLineShapes»(2006,Ауборни2012,Санкт-Петербург,соответственно), конференции «Физика низкотемпературной плазмы» (2007, Петрозаводск), 28конференции по процессам в ионизованных газах (2007, Прага), 4 конференции «Microplasmas»(2007, Тайвань), 19 конференции ESCAMPIG (2008, Гранада), 11 конференции «High Pressure,Low Temperature Plasma Chemistry» (2008, Олерон), 4–7 симпозиумах по теоретической иприкладной плазмохимии (2005, 2008, 2011, 2014, Иваново), 6 семинаре «Современные14средства диагностики плазмы и их применения для контроля веществ и окружающей среды»(2008, Москва), конференции «Комбинационное рассеяние - 80 лет исследований» (2008,Москва), конференции ИНХС РАН (2009, Москва), 11 симпозиуме «High Pressure, LowTemperature Plasma Chemistry» (2009, Черноголовка), 9 конференции по неравновеснымпроцессам в соплах и струях (2012, Алушта), 31 конференции по процессам в ионизованныхгазах (2013, Гранада), 8 конференции ICRP-8/SPP-31 (2014, Фукуока), и научных семинарахМРТИ РАН, «Рыкалинские чтения» ИМЕТ РАН, ИОФ РАН, МИФИ, ИНХС РАН, институтамеханики МГУ, ЦАГИ, университетов Бари (г.

Характеристики

Список файлов диссертации