Технологія синтезу наночастинок кремнію з використанням тандемно-модульованої індукційної термічної плазми

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЯкименко, Юрій Іванович
dc.contributor.authorБуканова, Тамара Євгеніївна
dc.date.accessioned2024-07-16T08:12:20Z
dc.date.available2024-07-16T08:12:20Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractОб’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).
dc.description.abstractotherThe object of the research is nanosynthesized silicon and an experimental set-up for the process of synthesis. The subject of the research is the technology of synthesis of nanostructured silicon particles by the method of tandem-modulated induction thermal plasma (Tandem-MITP) and the influence of technological process parameters on the physical characteristics of the synthesized material. The method, its well-founded mathematical and physical models, as well as the technological installation, in several design options were developed at the University of Kanazawa, Japan, and described in a number of scientific publications of the university team. The aim of the work is to study the technology of synthesis of silicon nanoparticles using tandem-modulated induction thermal plasma (Tandem-MITP), the influence of modulation of the supply current of the lower coil of the installation on the result of formation and characteristics of the synthesized material. The work describes the technology of nanosilicon synthesis using Tandem-MITP, the construction and parameters of the technological equipment are given, the main stages of the technological process are analyzed step by step, the content of the experiment is proposed, material samples are obtained, its morphology is studied, and the analysis of the obtained results is given. The technological installation involved in the work involves the use of two coils with independently modulated amplitude power supply currents; each of the coils is connected to a separate RF source. As a result, the installation generates a controlled high-temperature time-space field of thermal plasma for the synthesis of nanoparticles of technologically predicted sizes in it. Achieving a state of supersaturation of the steam of the feedstock (microcrystalline silicon) in the high-temperature plasma field leads to the nucleation of a larger number of nanoparticles. The particle size is technologically controlled and does not exceed 70 nm. The experiment was carried out with two modulation cycles: a cycle with a period of 60 ms (40 ms - power, 20 ms - stop) and with a period of 20 ms (13 ms - power, 7 ms - stop). Under the first condition, a larger amount of silicon nanopowder was synthesized for the same duration of the experiment. The first section presents thermal plasma technology and its characteristics, also considers the main differences between thermal and non-thermal plasma. In the second section, the parameters of nanosilicon and its main composites, methods of synthesis of nanosilicon and technologies for researching the morphology of nanosynthesized structures are considered. The third chapter describes the technology of nanosilicon synthesis using the Tandem-MITP method, the experimental set-up, the conditions of the experiment and the results of the study using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM).
dc.format.extent86 с.
dc.identifier.citationБуканова, 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.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/67948
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectКоагуляція
dc.subjectмодуляція струму живлення електричної котушки
dc.subjectнанодріт
dc.subjectнаночастинка кремнію
dc.subjectнуклеація
dc.subjectсинтез нанокремнію
dc.subjectтандемно-модульована індукційна термічна плазма
dc.subjectCoagulation
dc.subjectmodulation of induction current coil
dc.subjectnanowire
dc.subjectsilicon nanoparticle
dc.subjectnucleation
dc.subjectnanosilicon synthesis
dc.subjecttandem-modulated induction thermal plasma
dc.titleТехнологія синтезу наночастинок кремнію з використанням тандемно-модульованої індукційної термічної плазми
dc.typeBachelor Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Bukanova_bakalavr.pdf
Розмір:
7.31 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Бакалаврські роботи (МЕ)
Бакалаврські роботи