Зерттеу әдістері

1.

Зерттеу әдістері
1) Плазмалық – химиялық әдіс арқылы (PECVD) солғын газ разрядында көміртегі
нанобөлшектерін өсіру, яғни тозаңды плазманы алу. Қолданылатын плазмақұрушы газ:
аргон-метан (Ar+CH4), қосымша аргон-ацетилен (Ar+C2H2).
2) Буферлік плазманың және нано және микроөлшемді бөлшектерден тұратын тозаңды
плазманың қасиеттерінің диагностикасын жүргізу, плазма параметрлерін анықтау.
Қолданылатын әдіс: Ленгмюр зонды (буферлік плазма үшін) және оптикалық
спектроскопия әдісі.
3) Тәжірибенің әр түрлі параметрлері кезінде микро- және нанобөлшектерден тұратын
тозаңды плазманың құрылымдық қасиеттерін және динамикасын зерттеу.
Қолданылыатын әдіс: Phantom жоғары жылдамдықты камерасы.
4) Алынған нанобөлшектер үлгісінің беттік қасиеттері мен құрылымын зерттеу.
Қолданылатын әдістер: Сканерлеуші зондтық микроскопия (СЗМ), электрондық
микроскопия (СЭМ), рентген құрылымдық талдау (РҚТ), атомды-күштік
микроскопия (АКМ) және комбинациялық сейілу спектроскопиясы (Раман
спектоскопиясы).
5) Газдық разрядтың PECVD әдісі негізінде көміртек нанобөлшектерін алу үшін
тәжірибелер сериясын жасау арқылы эксперименттің оптималды параметрлерін
анықтау. Зерттелетін параметрлер: жұмыс көлемі бойынша қысым, разряд қуаты,
электродтар материалы, берілетін жұмыс газ ағынының жылдамдығы.
1

2.

Эксперименттік қондырғы
(вакуумдық жүйе)
2

3.

Эксперименттік қондырғы
(электрлік жүйесі)
Bright
MSF controller
катод
Қысым
датчигі
Зерттеу
аймағы
анод
лазер
Вакуумдық
сорғы
газ
3

4.

Зерттеу объектісі
4

5.

Солғын разряд
Катод
маңы
аймағы
Анод
маңы
аймағы
Теріс
солғын
аймақ
Фарадей
қараңғы
аймағы
Оң бағана
5

6.

Ar: 20 mln/min
1,5 kV
3 kV
2 kV
3,5 kV
2,5 kV
4 kV
6

7.

Ar: 20 mln/min + CH4: 0,2 mln/min
1,5 kV
3 kV
2 kV
3,5 kV
2,5 kV
4 kV
7

8.

Тозаңды плазма бойынша соңғы нәтижелер
PECVD әдісі арқылы алынған плазмалық-тозаңды
құрылым
Нано- және микроөлшемді тозаңды плазманың
құрылымдық-кеңістіктік ерекшеліктері
8

9.

PECVD әдісі арқылы алынған плазмалық-тозаңды
құрылым
Біздің тәжірибе
(нанобөлшектер)
PK-4 (ISS, микробөлшектер)
9

10.

Нано- және микроөлшемді тозаңды плазманың
құрылымдық-кеңістіктік ерекшеліктері
10

11. Газ ағынының бағыты

Ar+
CH4
сорғы
11

12. Қорытынды

Тұрақты наноматериалдар синтезі үшін оптималды параметрлер
анықталды: ~ 20 sccm ғаз ағыны, p = 0,5-1 torr, Ar+CH4 (~1%).
Нано-өлшемді құрылым плазма-химиялық реакция негізінде түзілді.
Эксперимент параметрлері: Ar+CH4 (1%), 22 sccm, p = 1 torr, U = 2 кВ.
Синтезделу уақыты: плазма жануынан кейін 4-5 сек.
Микро-өлшемді құрылым катодтық-тозаңдану нәтижесінде пайда
болды. (U > 2 кВ), электрод – алюминий.
Көлемдік тозаңды плазманың түзілуіне газ ағынының әсері байқалды,
яғни тозаңды плазма үделеді.
Тозаңды плазманы траекториялары анодқа қарай бағытталған.
12