Көміртегі нанобөлшектерін импульсті модуляцияланған ЖЖ плазмада алу
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2021.v77.i2.05Кілттік сөздер:
көміртегі нанобөлшектері, ЖЖ разряд, импульсті ЖЖ плазмаАннотация
Көміртегі нанобөлшектері жоғары жиілікті (ЖЖ) плазмада импульсті режимді қолдану арқылы, яғни нанобөлшектердің өлшемдерін басқару арқылы синтезделді. Ar/CH4 газдарының қоспасы сыйымдылықты байланысы бар плазмалық ортаға енгізілді, оның негізгі бөлігі параллель орналасқан жоғары жиілікті және жерге қосылған электродтар. Синтез бойынша эксперименттер бөлме температурасында және келесі жағдайларда жүргізілді: жұмыс камерасындағы қысым 0,99 Торр; газ қоспасының концентрациясы Ar (96 %) + CH4 (4 %); синтез ұзақтығы 5 секунд; разряд қуаты 10 Вт. Модуляция кезінде ЖЖ разряд плазмасының импульс жиілігі 10 Гц-тен 10 кГц-ке дейін өзгерді, сонымен қатар әр эксперимент үшін толтыру коэффициенті 50 % болды. Эксперименттік бақылаулар импульстік сигнал жиілігінің жоғарылауы көміртегі нанобөлшектерінің мөлшері артатындығын көрсетті. Сондай-ақ, модуляцияланған импульсті ЖЖ сигналының жиілігімен 40-70 нм диапазонындағы көміртекті нанобөлшектердің мөлшерін басқару мүмкіндігі пайда болатындығы анықталды. Синтезделген нанобөлшектер төменгі электродтың бетіне орналастырылған тікелей мыс торға жиналды. ТЭM кескіндерін талдау нанобөлшектердің екі түрін көрсетті, олардың бірі аморфты құрылымы бар нанобөлшектердің агломераты, ал басқалары кристалды құрылымы бар нанометр өлшемді нанобөлшектер.
Библиографиялық сілтемелер
2 I.Y. Goryacheva, A.V. Sapelkin, & G.B. Sukhorukov, TrAC Trends in Analytical Chemistry, 90, 27–37 (2017).
3 A.A. Kokorina, E.S. Prikhozhdenko, G.B. Sukhorukov, A.V. Sapelkin, & I.Y. Goryacheva, Russian Chemical Reviews, 86(11), 1157–1171 (2017).
4 H. Liu, J. Ding, K. Zhang, & L. Ding, TrAC Trends in Analytical Chemistry, 118, 315–337 (2019).
5 S.Y. Lim, W. Shen, & Z. Gao, Chemical Society Reviews, 44(1), 362–381 (2015).
6 F. Yuan, S. Li, Z. Fan, X. Meng, L. Fan,, & S. Yang, Nano Today, 11(5), 565–586 (2016).
7 C. Zhu, C. Liu, Y. Zhou, Y. Fu, S. Guo, H. Li, … Z. Kang, Applied Catalysis B: Environmental, 216, 114–121 (2017).
8 X. Wu, C. Zhu, L. Wang, S. Guo, Y. Zhang, H. Li, … Z. Kang, ACS Catalysis, 7(3), 1637–1645 (2017).
9 C. Zhu, C. Liu, Y. Fu, J. Gao, H. Huang, Y. Liu, & Z. Kang, Applied Catalysis B: Environmental, 242, 178–185 (2018).
10 S. Orazbayev, R. Zhumadilov, A. Zhunisbekov, M. Gabdullin, Y. Yerlanuly, A. Utegenov, & T. Ramazanov, Applied Surface Science, 515, 146050 (2020).
11 S. Orazbayev, M. Gabdullin, T. Ramazanov, M. Dosbolayev, D. Omirbekov, & Y. Yerlanuly, Applied Surface Science, 472, 127–134 (2018).
12 A. Bouchoule, Dusty Plasmas: Physics, Chemistry and Technological Impacts in Plasma Processing, (Wiley & Sons, 1999), 418.
13 C. Hollenstein, J.-L. Dorier, J. Dutta, L. Sansonnens, & A.A. Howling, Plasma Sources Science and Technology, 3(3), 278–285 (1994).
14 Y. Qin, N. Bilik, U.R. Kortshagen, & E.S. Aydil, Journal of Physics D: Applied Physics, 49(8), 085203 (2016).
15 S. Hong, J. Berndt, & J. Winter, Plasma Sources Science and Technology, 12(1), 46–52 (2002).
16 E. Kovacevic, J. Berndt, T. Strunskus, & L. Boufendi, Size dependent characteristics of plasma synthesized carbonaceous nanoparticles. Journal of Applied Physics, 112(1) (2012).
17 J. Berndt, H. Acid, E. Kovacevic, C. Cachoncinlle, T. Strunskus, & L. Boufendi, Journal of Applied Physics, 113(6), 063302 (2013).
18 J. Berndt, E. Kovačević, I. Stefanović, & L. Boufendi, Controlled dust formation in pulsed rf plasmas. Journal of Applied Physics, 106(6), 063309 (2009).
19 F.M.J.H. Van de Wetering, J. Beckers,, & G.M.W. Kroesen, Journal of Physics D: Applied Physics, 45(48), 485205 (2012).
20 F. Greiner, J. Carstensen, N. Köhler, I. Pilch, H. Ketelsen, S. Knist, & A. Piel, Plasma Sources Science and Technology, 21(6), 065005 (2012).
21 H.M. Anderson, S. Radovanov, J.L. Mock, & P.J. Resnick, Plasma Sources Science and Technology, 3(3), 302–309 (1994).
22 R.J. Buss, & W.A. Hareland, Plasma Sources Science and Technology, 3(3), 268–272 (1994).
23 I. Pilch, D. Söderström, D. Lundin, & U. Helmersson, KONA Powder and Particle Journal, 31(0), 171–180 (2014).
24 I. Matsui, Journal of Nanoparticle Research, 8(3-4), 429–443 (2006).
25 J.T. Verdeyen, J. Beberman, & L. Overzet, Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films, 8(3), 1851–1856 (1990).
26 A. Llore,, E. Bertran, J. L. Andujar, A. Canillas, & J. L. Morenza, Journal of Applied Physics, 69(2), 632–638 (1991).
27 A.A. Howling, L. Sansonnens, J.‐L. Dorier, & C. Hollenstein, Journal of Applied Physics, 75(3), 1340–1353 (1994).
28 V.De Vriendt, F. Maseri, A. Nonet, & S. Lucas, Plasma Processes and Polymers, 6(S1), S6–S10 (2009).
29 S.A. Orazbayev, A.U. Utegenov, A.T. Zhunisbekov, M. Slamyiya, M.K. Dosbolayev, & T.S. Ramazanov, Contributions to Plasma Physics, 58, 961–966 (2018).
30 A. Akhoundi,, & G. Foroutan, Physics of Plasmas, 25(6), 063515 (2018).
31 J. Lin, K. Hashimoto, R. Togashi, A. Utegenov, M. Hénault, K. Takahashi, … T. Ramazanov, Journal of Applied Physics, 126(4), 043302 (2019).
32 H. Kawasaki, K. Sakamoto, S. Maeda, T. Fukuzawa, M. Shiratani, & Y. Watanabe, Japanese Journal of Applied Physics, 37(Part 1, No. 10), 5757–5762 (1998).
