Электрические характеристики разряда в CH4:H2 газовой смеси

Введение
Активация газовой фазы посредством инициации электрического разряда является одним из наиболее распространенных методов, используемых при газофазном химическом осаждении (ГФХО). При этом характеристики получаемой плазмы и стабильность разряда зависят от многочисленных параметров и определяют возможность получения ГФХО пленок с заданными характеристиками. В данной работе проводились исследования вольт-амперных характеристик плазмы разряда постоянного тока в газовой смеси метана и водорода.
В работе анализируются модельные представления, описывающие процесс осаждения углеродных пленок из газовой фазы.

высоковольтный блок питания
H
2
CH4
регуляторы расхода газа
насос
подложка
анод
катод
металлическая камера с
водяным охлаждением стенок
Конструкция установки

Схема процесса газофазного осаждения

Общий вид вольт-амперной характеристики газового разряда

Вольт-амперные характеристики газового разряда при различных параметрах
Вольт-амперные характеристики газового разряда при давлении 80 Torr и концентрации метана 0, 2, 4, 8 и 15% в газовой смеси
Вольт-амперные характеристики газового разряда при концентрации метана 8% и давлении 50, 60, 80, 100 и 110 Torr газовой смеси

Эмпирическая формула
U(I,P)=kIP+dP+aI2+bI+c - эмпирическая зависимость напряжения между электродами от силы тока и давления

Модель осаждения углеродных пленок
1), 2) формирование углеродных кластеров разных типов
3) рост графенового листа
4) механическая нестабильность графенового листа
5) закручивание графенового листа в нанотрубку