Синтез углеродных наностен методом химического осаждения из газовой фазы в плазме высокочастотного разряда
DOI:
https://doi.org/10.26577/rcph-2019-1-1099Ключевые слова:
углеродные наностены, химическое осаждение из газовой фазы в плазме, высокочастотный разряд, спектр комбинационного рассеяния светаАннотация
Работа посвящена синтезу углеродных наностен (УНС) методом химического осаждения из газовой фазы в плазме высокочастотного (ВЧ) разряда при различных значениях мощности ВЧ разряда и исследованию их свойств. В результате проведенных исследовании был определен оптимальный параметр мощности ВЧ разряда для роста УНС с совершенной структурой. Установлено, что дальнейшее увеличение мощности ведет к агломерации зародышей УНС и образованию нанокластеров и многослойной графеной структуры, об этом свидетельствуют микроскопический анализ образцов. Морфология и структура УНС были исследованы с помощью сканирующей электронной микроскопией Quanta 3D 200i (SEM, FEI company, USA) и спектроскопией комбинационного рассеяния света Ntegra SPECTRA. Установлено, что в механизме формирования УНС ионное облучение Ar играет важную роль. Облучение ионами Ar усиливает поверхностную реакцию в фазе роста, включая адсорбцию углеводородных радикалов на оборванных связях (дефектах), в то время как увеличение ионного облучения (увеличение ВЧ мощности) препятствует дальнейшему вертикальному росту углеродных наностен из-за эффектов травления. Данное явление объясняет появлением агломерированных УНС с увеличением мощности разряда.
Библиографические ссылки
2 W. Takeuchi, H. Kondo, T. Obayashi, M. Hiramatsu, M. Hori, Applied Physics Letters, 98, 12, 123107 (2011).
3 E. Stratakis, R. Giorgi, M. Barberoglou, Th. Dikonimos, E. Salernitano, N. Lisi, E. Kymakis, Appl. Phys. Lett., 96, 043110 (2010).
4 S. Shimada, K. Teii, M. Nakashima, Diamond and Related Materials, 19, 7-9, 956-959 (2010).
5 S.Ch. Shin, A. Yoshimura, T. Matsuo, M. Mori, M. Tanimura, A. Ishihara, K. Ota, M. Tachibana, Journal of Applied Physics, 110, 104308 (2011).
6 S. Ghosh, G. Sahoo, S.R. Polaki, N.G. Krishna, M. Kamruddin, T. Mathews, Journal of Applied Physics, 122, 214902 (2017).
7 K. Wang, N. Wang, J. He, Z. Yang, X. Shen, Ch. Huang, ElectrochimicaActa, 253, 506–516 (2017).
8 Y.W. Chi, Ch.Ch. Hu, H.H. Shen, K.P. Huang, Nano Lett., 16, 9, 5719–5727 (2016).
9 M. Tomatsu, M. Hiramatsu, J.S. Foord, H. Kondo, K. Ishikawa, M. Sekine, K. Takeda, M. Hori, Japanese Journal of Applied Physics, 56, 06HF03 (2017).
10 H.F. Yen, Y.Y. Horng, et al., Carbon, 82, 124-134 (2015).
11 S. Vizireanu, L. Nistor, M. Haupt, V. Katzenmaier, Ch. Oehr, G. Dinescu, Plasma Process. Polym., 5, 263–268 (2008).
12 Y. Tzeng, W.L. Chen, Ch. Wu, J.Y. Lo, Ch.Y. Li, Carbon, 53, 120-129 (2013).
13 T. Terasawa, K. Saiki, Carbon, 50, 869-874 (2012).
14 M. Mozetic, A. Vesel, S.D. Stoica, S. Vizireanu, G. Dinescu, R. Zaplotnik, Applied Surface Science, 333, 207–213 (2015).
15 Sh. Mori, T Ueno, M. Suzuki, Diamond and Related Materials, 20 1129–1132 (2011).
16 Y.X. Liu, J.H. Liu, C.C. Zhu, W.H. Liu, Applied Surface Science, 256, 1996–1999 (2010).
17 K. Lehmann, O. Yurchenko, A. Heilemann, S. Vierrath, L. Zielke, S. Carbon, 118, 578-587 (2017).
18 S. Hassan, M. Suzuki, Sh. Mori, A.A. El-Moneim, Journal of Power Sources, 249, 21-27 (2014).
19 L. Cui, J. Chen, B. Yang, D. Sun, T. Jiao, Applied Surface Science, 357, 1-7 (2015).
20 H.J. Cho, H. Kondo, K. Ishikawa, M. Sekine, M. Hiramatsu, M. Hori, Carbon, 68, 380-388 (2014).
21 Y. Wu, NanoLetters, 2, 4, 355-359 (2002).
22 J.R. Nair, G. Rius, P. Jagadale, M. Destro, M. Tortello, M. Yoshimura, A. Tagliaferro, C. Gerbaldi, ElectrochimicaActa, 182, 500–506 (2015).
23 V.A. Krivchenko, S.A. Evlashin, K.V. Mironovich, N.I. Verbitskiy, A. Nefedov, C. Woll,A.Ya. Kozmenkova, N.V. Suetin, S.E. Svyakhovskiy, D.V. Vyalikh, A.T. Rakhimov, A.V. Egorov, L.V. Yashina, Scientific Reports, 3, 3328 (2013).
24 M. Hiramatsu, K. Shiji, H. Amano, M. Hori, App.Phys.Lett., 84, 23, 4708-4710 (2004).
25 D.G. Batryshev, Ye. Yerlanuly, T.S. Ramazanov, M.K. Dosbolayev, M.T. Gabdullin, J. Materials Today: Proceedings 5, 22764–22769 (2018).
26 Sh. Kondo, H. Kondo, M. Hiramatsu, M. Sekine and M. Hori, J. Appl. Phys. Exp., 3, 045102-3 (2010).
27 M. Hori, H. Kondoand M. Hiramatsu, J. Phys. D: Appl. Phys., 44, 174027-15, (2011).
