Введение к работе
Актуальность темы.Интерес к исследованию неравновесной плазмы тле-пяих разрядов с органической компонентой вызван прежде всего возможностью получения материалов-тонких пленок-с уникальными физико-химическими свойствами. Эти материалы широко используются в микроэлектронике, оптике, приборостроении и других областях современной техники.
Тлеющий разряд в смесях инертных газов с водородом используется для очистки и модификации поверхностей материалов. Появление в газовой фазе летучих продуктов приводит к тому, что процесса, протекающие в разрядах в легких углеводородах и в инертных газах с водородом, имеют много общего.
Механизмы гегерофазнух реакций на поверхностях, контактируицих. с плазмой, и в том числа на поверхностях полимерных пленок, образующихся в процессе плазмохимической полимеризации, остаются во многом не выяснэкными. Это связано преядэ всего, с недостатком специфических экспериментальных методов исследования гетерогенных стадий физико-химических процессов в условиях разряда.
Тагам образом, изучение кинетики и механизмов физических и химических процессов на поверхностях и в тонких Диэлектрических слоях на границе неравновесная плазма-подложка и развитие специфических экспериментальных методов для диагностики этих процессов определяют успех фундаментальных и прикладных исследований проблемы получения новых материалов и изучения их свойств в условиях раз'яда. Цель работы: исследование гетерогенных стадий физико-химических. процессов на поверхностях и в тонких диэлектрических слоях на границе неравновесная плазма-твердое тело тлеющем разряде постоянного тока в смесях инертных газов с водородом и метаном не основе развиваемых для этих условий контактных методов. Научная новизна. Разработана и создана экспериментальная установка и измерительная аппаратура для исследования гетерогенных физических и химических- процессов в условиях тлеющих разрядов поншенного давления, в том числа ,три наличии плазмохимической полимеризации.
Развиты следующие экспериментальные методы и методики диагностики плазмы: микрокалориметрический метод и комбинированная методика электростатический зонд-микрокалориметр для исследования тепловых и электрофизических процессов на ловерхаостях и в тонких диэлектрических слоях на границе неравновесная плазма-металл.
Предложены вероятные механизмы гетерогенного нагрева зонда и
полимерных макрочастиц в тлеющем разряде, а также рекомбинации радикалов на поверхности растущей полимерной пленки и активации поверхности полимера в рязряде.
Исследована зависимость кинетики и механизмов зтих процессов от внутренних параметров плазмы и внешних параметров разрядов в инертных газах и их смесях с водородом и метаном. Определены величины концентраций атомарного водорода в газовой фазе и активных центров на поверхности полимера,эффективные энергии активации роста полимера и рекомбинации атомов водорода на платине, а также коэффициенты рекомбинации атомов водорода и радикалов типа СЕ,, СЩ, на поверхности полимера.
Эти основные положения выносятся на защиту. Практическая ценность. Полученные в раооте результаты,развитые методы и методики, экспериментальные установки и измерительные средства используются при исследовании кинетики и механизмов физико-химических процессов протекающих в газовой фазе, на позерхностях и тонких диэлектрических слоях на границе неравновесная плазма-твердое тело в тлещем разряде в парах органических веществ и в смзсях инертных газов с водородом.
Полученные результаты и установленные закономерности могут использоваться при разработке и оптимизации плазмохимических процессов осаждения полимерных слоев, очистки и модификации поверхностей с целью улучшения или придания им новых свойств.например,таких как адгезия, гидрофильность - гидрофооность, африкционность и др. Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на следующих конференциях и симпозиумах: I. Всесоюзн. симпозиумы по плазмохимии: 3—, М., 1979; 4~, Днепропетровск, 1984. 2. Всесоюзн. конференции по физике низкотемпературной плазмы: 6^2, Ленинград, 1983; 7^5, Ташкент, 1987. 3. Всесоюзн. конференция по генераторам низкотемпературной плазмы: 9—, Фрунзе, 1983. 4. 1&НІ International Symposium on plasma chemistry (ISHJ), Bohum, Germany,1991. 5. Международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии: Рига, 1991.
Кроме того, результаты докладывались на научных семинарах в ИЖС АН СССР (I98I-I99I) И ИОФАН (1991).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ и 7 тезисов докладов. Получено I Авторское свидетельство. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из Введения, шести глав, Выводов и Заключения. Содержит 131 страницу текста, 2 таблицы, 93 рисунка. Библиография содержит 130 названий.
