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Cinétique du dépôt d'un film de C : H sur des nanopoudres par une décharge RF dans des gaz d'hydrocarbures

Androus Kouprine
François Gitzhofer
Maher Boulos
A. Fridman
AK

Membre a labase

Androus Kouprine

Résumé du colloque

Des nanopoudres de SiO2 amorphe ont été traitées par un plasma rf d'hydrocarbure (méthane, éthane, éthylène, ou acétylène), couplé capacitivement (1 - 5 kPa, 10 - 20 W/cm2), dans le but de les recouvrir d'une nanocouche. Un film de C:H amorphe a été observé dans le cas du CH4 et du C2H6. Le plasma (dopé à l'azote) était diagnostiqué simultanément par SEO. Sa température rotationnelle a été déduite des bandes Swan C2 et N2(2+); la température d'excitation de l'hydrogène Texc a été mesurée à partir des raies atomiques H - H. La composition du gaz de sortie a été analysée par spectrométrie de masse. Une corrélation a été trouvée entre les propriétés du plasma et la formation de suie, un processus qui entre en compétition avec le dépôt du film. La poudre traitée a été caractérisée par MET, spectroscopie IRTF, thermogravimétrie et autres. La cinétique chimique dans le plasma a été simulée par le code CHEMKIN-II. Le modèle est basé sur le mécanisme de combustion du Gas Research Institute avec l'ajout original d'une simulation du dépôt et de la formation de suie. L'apport du plasma est pris en compte par l'approche du facteur-G. Les fractions des espèces dans le gaz et le solide ont été calculées en fonction de la concentration de poudre, de la charge énergétique spécifique et de la température de gaz, et pour divers mécanismes de croissance du dépôt. Les résultats du procédé et les propriétés des dépôts ont été comparés aux modèles. On a trouvé que la gamme de température de 1200 à 1500 K (dépendant des conditions) délimite deux modes de traitement, la croissance du dépôt dominant sous cette valeur, et la formation de suie au-dessus. Ces phénomènes sont bien corrélés aux prédictions du modèle cinétique. Le taux de croissance calculé de 0,2 - 1,5 nm/s s'accorde aussi avec l'épaisseur du film (5 - 20 nm) et avec le temps de résidence de la poudre dans le plasma. Le rôle des radicaux libres (H, CH3, C2H5, etc.) dans l'activation de la surface des poudres est discuté.

Contexte

Section :
Science et ingénierie des plasmas
news icon Thème du colloque :
Science et ingénierie des plasmas
host icon Hôte : Université du Québec à Rimouski

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Titre du colloque :

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