Получение углеродных наночастиц в импульсно модулированном плазме ВЧ разряда

Аннотация

Углеродные наночастицы синтезировались с использованием плазмы ВЧ разряда 13,56 МГц в импульсном режиме для управления размерами наночастиц. Смесь газов Ar/CH4 вводилась в плазменную среду с емкостной связью, основной частью которой являются параллельно расположенные высокочастотный и заземленный электроды. Эксперименты по синтезу проводились при комнатной температуре и следующих условиях: давление в рабочей камере – 0,99 Торр; концентрация смеси газов Ar (96%)+CH4 (4%); длительность синтеза – 5 секунд; при мощности разряда – 10 Вт. Частота импульса плазмы ВЧ разряда при модулировании варьировалась от 10 Гц до 10 кГц, также коэффициент заполнения составлял 50% для каждого проведенного эксперимента. Экспериментальные наблюдения показали, что размер наночастиц углерода возрастает с увеличением частоты импульсного сигнала. Также было выявлено, что с помощью частоты модулированного импульсного ВЧ сигнала появляется возможность контролировать размер углеродных наночастиц в диапазоне 40-70 нм. Синтезированные наночастицы собирались непосредственно на медной сетке для ПЭМ анализа, которая помещалась на поверхность нижнего электрода. Анализ ПЭМ изображений показали два вида наночастиц, один из которых представляет собой агломерат наночастиц с аморфной структурой, а другие – нанометрового размера с кристаллическими структурами.