ЖЖ РАЗРЯД НЕГІЗІНДЕГІ PECVD ӘДІСІ АРҚЫЛЫ НАНОБӨЛШЕКТЕРДІ СИНТЕЗДЕУ

Бұл ғылыми мақала вакуумдық қондырғыда төменгі қысымдағы жоғары жиілікті (жж) разрядты плазмадағы көміртегі нанобөлшектерінің синтезін зерттеу нәтижелерін ұсынады. Көміртекті нанобөлшектердің өздігінен орын ауыстыру кернеуі, температура және разряд қуаты тәрізді плазманың әр түрлі параметрлерінде өсуі экспериментті түрде зерттелінді. Эксперимент 0.5–1.1 мбар қысым диапазонында және 6–20 Вт қуат шамаларында жүргізілді. Зерттеу нәтижелері көміртегі нанобөлшектердің синтезделу уақыты, соның ішінде олардың түзілуі мен өсуі плазма параметрлеріне байланысты екенін көрсетті. Плазманың параметрлерінің (температура, қысым, қуат және т.б) өзгерісі нанобөлшектердің өсуі мен қалыптасу процестерін айтарлықтай өзгерте алатыны экспериментте тіркелді. Плазма температурасының жоғарылауы көміртегі нанобөлшектерінің пайда болу уақытының ұлғаюына алып келуі бұл жұмыстың маңызды қорытындыларының бірі болып табылады. Сондай-ақ пайда болған нанобөлшектердің қасиеті разряд қуатына, разряд қысымына және разряд қуатының температураға тәуелділігі графиктері алынды. Алынған нәтижелер плазмалық ортадағы көміртегі нанобөлшектердің синтез процесін түсіну және бақылау үшін құнды ақпарат беретіні сөзсіз. Сонымен қатар эксперименттік нәтижелер наноэлектроника және катализ салаларында, сондай-ақ әртүрлі технологиялық қосымшалар үшін өте маңызды ақпарат болып табылады.

1. Roco M.C. (2011) The long view of nanotechnology development: the National nanotechnology initiative at 10 years, J. of Nanoparticle Research, vol. 13, pp. 897–919.

2. Khushwant S. Yadav, Sheeba Jacob, Anil M. Pethe. (2022) Chapter 10 – Nanomaterials physics: A critical review, Photophysics and Nanophysics in Therapeutics.

3. Eric Vogel. (2007) Technology and metrology of new electronic materials and devices. Nature Nanotechnology, vol. 2, pp. 25–32.

4. Bayda S., Adeel M., Tuccinardi T., Cordani M. & Rizzolio F. (2019) The History of Nanoscience and Nanotechnology: From Chemical-Physical Applications to Nanomedicine. Molecules, 25(1), 112. https://doi.org/doi:10.3390/molecules25010112.

5. Gogotsi Y. (2014). What Nano Can Do for Energy Storage. ACS Nano, 8(6), 5369–5371. https://doi.org/doi:10.1021/nn503164x.

6. Rajput N.S. & Luo X. (2015) FIB Micro-/Nano-fabrication, Micromanufacturing Engineering and Technology, 61–80. https://doi.org/doi:10.1016/b978-0-323-31149-6.00003-7.

7. Rohkamm E., Spemann D., Scholze F. & Frost F. (2021) Characterization of an RF excited broad beam ion source operating with inert gases, Journal of Applied Physics, 129(22), 223305. https://doi.org/doi:10.1063/5.0052758.

8. Weiser M. (2009). Ion beam figuring for lithography optics. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 267(8-9), 1390–1393. https://doi.org/doi:10.1016/j.nimb.2009.01.051.

9. Sobolewski M.A., J. K. Olthoff and Y. Wang. (1999) Ion energy distributions and sheath voltages in a radiofrequency- biased, inductively coupled, high-density plasma reactor, J. Appl. Phys. 85, 3966–3975.

10. Woodworth J.R., M.E. Riley, D.C. Meister, B.P. Aragon, M.S. Le and H. H. Sawin. (1996) Ion energy and angular distributions in inductively coupled radio frequency discharges in argon, J. Appl. Phys. 80, рр.1304–1311.

11. Chevolleau T. and Fukarek W. (2000) Ion flux, ion energy distribution and neutral density in an inductively coupled argon discharge, Plasma Sources Sci. Technol. 9, pp. 568–573.

12. Wen D.-Q., W. Liu, F. Gao, M.A. Lieberman and Y.-N. Wang. (2016) A hybrid model of radio frequency biased inductively coupled plasma discharges: Description of model and experimental validation in argon, Plasma Sources Sci. Technol. 25, 045009.

13. Orazbayev S.A., Henault M., Ramazanov T.S., Boufendi L., Batryshev D.G. & Gabdullin M.T. (2019) Influence of Gas Temperature on Nucleation and Growth of Dust Nanoparticles in RF Plasma. IEEE Transactions on Plasma Science, 1–5. https://doi.org/doi:10.1109/tps.2019.2912805.

14. Lin J., Orazbayev S., Hénault M., Lecas T., Takahashi K. & Boufendi L. (2017) Effects of gas temperature, pressure, and discharge power on nucleation time of nano-particles in low pressure C2H2/Ar RF plasmas, Journal of Applied Physics, 122(16), 163302. https://doi.org/doi:10.1063/1.5007951.

15. Beckers J., Stoffels W.W. & Kroesen G.M.W. (2009) Temperature dependence of nucleation and growth of nanoparticles in low pressure Ar/CH4RF discharges, Journal of Physics D: Applied Physics, 42(15), рр. 155-206. https:// doi.org/doi:10.1088/0022-3727/42/15/155206.

16. Kovacevic E., Berndt J., Strunskus T. & Boufendi L. (2012) Size dependent characteristics of plasma synthesized carbonaceous nanoparticles, Journal of Applied Physics, 112(1), 013303. https://doi.org/doi:10.1063/1.4731751.