view in publisher's site

Effects of ions and atomic hydrogen in plasma-assisted growth of single-walled carbon nanotubes

ABSTRACTThe growth of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) in plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) is studied using a surface diffusion model. It is shown that at low substrate temperatures (⩽1000K), the atomic hydrogen and ion fluxes from the plasma can strongly affect nanotube growth. The ion-induced hydrocarbon dissociation can be the main process that supplies carbon atoms for SWCNT growth and is responsible for the frequently reported higher (compared to thermal chemical vapor deposition) nanotube growth rates in plasma-based processes. On the other hand, excessive deposition of plasma ions and atomic hydrogen can reduce the diffusion length of the carbon-bearing species and their residence time on the nanotube lateral surfaces. This reduction can adversely affect the nanotube growth rates. The results here are in good agreement with the available experimental data and can be used for optimizing SWCNT growth in PECVD.

اثرات یون‌ها و هیدروژن اتمی در رشد به کمک پلاسما نانولوله های کربنی تک‌جداره

چکیده رشد نانولوله های کربنی تک‌جداره (SWCNT ها)در نشست بخار شیمیایی تقویت‌شده با پلاسما با استفاده از یک مدل انتشار سطحی مورد مطالعه قرار گرفته‌است. نشان‌داده شده‌است که در دماهای زیرلایه پایین (K ۱۰۰۰)، هیدروژن اتمی و شاره‌ای یونی از پلاسما می‌توانند به شدت بر رشد نانولوله تاثیر بگذارند. تفکیک هیدروکربن ناشی از یون می‌تواند فرآیند اصلی باشد که اتم‌های کربن را برای رشد SWCNT تامین می‌کند و مسئول نرخ رشد نانولوله بیشتر (در مقایسه با رسوب بخار شیمیایی گرمایی)در فرایندهای مبتنی بر پلاسما است. از سوی دیگر، رسوب بیش از حد یون‌های پلاسما و هیدروژن اتمی می‌تواند طول انتشار گونه‌های حامل کربن و زمان اقامت آن‌ها بر روی سطوح جانبی نانولوله را کاهش دهد. این کاهش می‌تواند تاثیر منفی بر نرخ رشد نانولوله داشته باشد. نتایج به‌دست‌آمده در اینجا با داده‌های تجربی موجود انطباق خوبی دارند و می‌توانند برای بهینه‌سازی رشد SWCNT در PECVD مورد استفاده قرار گیرند.
ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.