Рекомбинация атомов и тепломассоперенос в системе газ - твердое тело

• Автор: Герасимова, Олеся Евгеньевна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПОДХОДЫ К ОПИСАНИЮ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СИСТЕМЕ «ГАЗ - ТВЕРДОЕ ТЕЛО

1.1. Процессы, происходящие на межфазной границе «газ - твердое

тело»

1.2. Параметры для описания рекомбинации атомов в молекулу и вклада

этой реакции в обмен энергией в системе газ - твердое тело и факторы, влияющие на них

1.3. Экспериментальные и теоретические исследования процессов

рекомбинации атомов и аккомодации химической энергии

1.3.1. Влияние температуры поверхности

1.3.2. Влияние давления газа

1.3.3. Влияние природы материала

1.3.4. Влияние механизма реакции

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕКОМБИНАЦИИ АТОМОВ КИСЛОРОДА НА ПОВЕРХНОСТИ КАРБИДА КРЕМНИЯ
2.1. Метод исследования и экспериментальная установка
2.1.1. Экспериментальная установка
2.1.2. Методика определения коэффициента аккомодации химической энергии Р с помощью пирометра и калориметра
2.1.3. Методика определения коэффициента рекомбинации у с использованием метода актинометрии

2.1.3.1. Метод измерения профиля относительной концентрации: метод актинометрии
2.1.3.2. Методы определения температуры газа из вращательного спектра N2
2.2. Проведение эксперимента
2.3. Результаты и их обсуждение
2.3.1. Результаты актинометрии
2.3.2. Результаты измерения температуры газа
2.3.3. Результаты определения коэффициента рекомбинации атомов кислорода на поверхности карбида кремния
ГЛАВА 3 ЭВОЛЮЦИЯ. СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ КАРБИДА КРЕМНИЯ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ПОТОКОМ ГАЗА
3.1. Свойства карбида кремния
3.2. Традиционные подходы к описанию микроструктуры
поверхности
3.3. Описание исследуемых образцов
3.4. Параметры воздействия газового потока на образцы
3.5. Методы анализа структуры и химического состава исходных
образцов и подвергшихся взаимодействию с потоком газа
3.4.1. Атомно-силовая микроскопия
3.4.2. Сканирующая электронная микроскопия
3.4.3. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
3.5. Обсуждение результатов
3.5.1. Взаимодействие поверхности карбида кремния
с кислородом
3.5.2. Взаимодействие поверхности карбида кремния с азотом
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГАЗА С ПОВЕРХНОСТЬЮ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ
4.1. Метод молекулярной динамики
4.1.1. Основные принципы метода молекулярной динамики
4.1.2. Граничные условия
4.1.3. Прогнозируемые свойства
4.2. Постановка задачи
4.2.1. Структура (З-кристобалита
4.2.2. Потенциал взаимодействия для системы - О
4.3. Анализ траекторий
4.4. Вычисление коэффициента рекомбинации
выводы л и
ЛИТЕРАТУРА „...„.„
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 .„.„129
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 5,

энергии на поверхности материала абсорбированный поток энергии в процессе рекомбинации определяется следующим образом:
9гес,асс = ^0,гес,асс ‘ ^0 '^20,гес ’ 8)

где У0 = ~ средняя тепловая скорость атомов кислорода;
т~і о.,тес _
Е20гес = -р— - тепловая энергия, выделенная при рекомбинации двух
атомов кислорода. Эта абсолютная величина равна энергии диссоциации атомов кислорода 498 кДж/моль, отнесенной к числу Авогадро ЫА.
Следовательно, число атомов кислорода П0гесасс, отвечающее
тепловому потоку ягес,асс равно:
_ Чтес,асс ~ $eff • Na
0,гес,асс т р
vO 02,гес
где Seff - эффективная поверхность образца.
Таким образом, коэффициент аккомодации химической энергии определяется выражением
9 гее,асе 'Seff -Na j
V'N0,total *V0 '^02.rec
2.1.3. Методика определения коэффициента рекомбинации у с использованием метода актинометрии
Каждая точка в объеме цилиндра, отвечающего зоне разряда, описывается координатами (г, z). Пока средняя длина свободного пробега атомов меньше, чем диаметра камеры, диффузия атомов кислорода может описываться уравнением диффузии. Это уравнение описывает изменение концентрации атомов кислорода С0 со временем для фиксированной точки в цилиндре (г, z):