Технологія синтезу наночастинок кремнію з використанням тандемно-модульованої індукційної термічної плазми
Вантажиться...
Дата
2024
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Об’єктом дослідження в роботі є наносинтезований кремній та експериментальна установка для синтезу.
Предметом дослідження є технологія синтезу наноструктурних частинок кремнію за методом тандемно-модульованої індукційної термічної плазми (Tandem-MITP) та вплив параметрів технологічного процесу на фізичні характеристики синтезованого матеріалу. Метод, його ґрунтовні математичну та фізичну моделі, а також технологічну установку в декількох варіантах конструкції розроблено в університеті міста Канадзава, Японія, та описано в низці наукових публікацій.
Мета роботи полягає в дослідженні технології синтезу наночастинок кремнію з використанням тандемно-модульованої індукційної термічної плазми (Tandem-MITP), впливу модуляції струму живлення нижньої котушки установки на результат формування та характеристики синтезованого матеріалу.
В роботі описано технологію синтезу нанокремнію з використанням Tandem-MITP, наведено конструкцію та параметри технологічного обладнання, покроково проаналізовано основні етапи технологічного процесу, запропоновано зміст експерименту, отримано зразки матеріалу, досліджено його морфологію та наведено аналіз отриманих результатів. Задіяна в роботі технологічна установка передбачає використання двох котушок із незалежно модульованими за амплітудою струмами живлення; кожна з котушок під’єднана до окремого радіочастотного джерела. В результаті установка генерує контрольоване високотемпературне часово-просторового поле термічної плазми для синтезу в ньому наночастинок технологічно прогнозованих розмірів. Досягнення стану перенасичення пари сировинного матеріалу (мікрокристалічного кремнію) в полі
високотемпературної плазми призводить до зародження більшої кількості наночастинок. Розмір частинок технологічно контрольований і не перевищує 70 нм. Експеримент проведено за двох циклів модуляції: цикл з періодом 60 мс (40 мс – живлення, 20 мс – зупинка) та з періодом 20 мс (13 мс – живлення, 7 мс – зупинка). За першої умови синтезовано більшу кількість кремнієвого нанопорошку за однаковий час проведення експерименту.
В першому розділі описується термоплазмова технологія та її характеристики, а також розглядаються основні відмінності між термічною та нетермічною плазмою.
В другому розділі розглядаються параметри нанокремнію та його основні композити, методики синтезу нанокристалічного кремнію та технології дослідження морфології поверхні наносинтезованих структур.
В третьому розділі описано технологію синтезу нанокремнію за використання методу Tandem-MITP, експериментальну установку, умови проведеного експерименту та результати дослідження за використання полеемісійного скануючого електронного мікроскопу (FE-SEM).
Опис
Ключові слова
Коагуляція, модуляція струму живлення електричної котушки, нанодріт, наночастинка кремнію, нуклеація, синтез нанокремнію, тандемно-модульована індукційна термічна плазма, Coagulation, modulation of induction current coil, nanowire, silicon nanoparticle, nucleation, nanosilicon synthesis, tandem-modulated induction thermal plasma
Бібліографічний опис
Буканова, Т. Є. Технологія синтезу наночастинок кремнію з використанням тандемно-модульованої індукційної термічної плазми : дипломна робота … бакалавра : 153 Мікро- та наносистемна техніка / Буканова Тамара Євгеніївна. – Київ, 2024. – 86 с.