ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Немецкий бизнес инвестировал в Москву 7,8 млрд долларов

"Сегодня Германия остается одним из крупнейших иностранных инвесторов Москвы: по данным Центробанка на 1 апреля 2021 года накопленные прямые инвестиции Федеративной Республики в Москве достигли 7,8 миллиарда долларов США. За год их объем увеличился примерно на 0,4 миллиарда долларов. Растет и товарооборот между Москвой и Германией: в январе–августе 2021 года он составил 19,9 миллиарда доллар...

Египту представили российские IТ-решения

Российские ИКТ-компании приняли участие в бизнес-миссии в Арабскую Республику Египет для представления отечественных высокотехнологичных решений в области производства телеком-оборудования, кибербезопасности, стриминговых сервисов. Делегацию возглавил замглавы Минцифры России Максим Паршин. В состав делегации вошел генеральный директор компании «РусХайтекЭкспорт» Константин Носков, экс-министр циф...

Атомный ледокол «Сибирь» проекта 22220 вышел на ходовые испытания

Первый серийный атомный ледокол проекта 22220 «Сибирь» покинул достроечную набережную Балтийского завода (входит в состав ОСК) и взял курс на Финский залив, где приступит к выполнению программы заводских ходовых испытаний. Ближайшие три недели сдаточная команда Балтийского завода совместно с представителями контрагентских организаций будет проверять работу механизмов и оборудования ледокола. Сп...

Товарооборот между Дальним Востоком России и ОАЭ в 2021 году вырос в 2 раза

X юбилейное заседание Межправительственной Российско-Эмиратской комиссии по торговому, экономическому и техническому сотрудничеству состоялось в Дубае. Сопредседателями выступили министр промышленности и торговли РФ Денис Мантуров и министр экономики ОАЭ Абдалла Бен Тук Аль-Марри. В рамках заседания динамику экономических отношений Объединенных Арабских Эмиратов и Дальнего Востока России предст...

Изменился график проведения выставки «Металл-Экспо»

Указом Мэра Москвы от 21 октября 2021 г. в Москве установлены нерабочие дни с 28 октября по 7 ноября 2021 г. включительно. В частности, приостановлен доступ посетителей и работников в здания и на территории, в которых осуществляется оказание услуг по непосредственному проведению выставочных мероприятий. С 21 по 28 октября дирекцией и оргкомитетом выставки «Металл-Экспо» проводилась активная раб...

За год в Арктике стартовали более двухсот новых проектов на сотни миллиардов рублей

Год назад, 26 октября 2020 года, Президент России Владимир Путин утвердил своим указом Стратегию развития Арктической зоны Российской Федерации. По данным Корпорации развития Дальнего Востока и Арктики, за это время количество резидентов созданных в Арктике уникальных преференциальных режимов – территории опережающего развития «Столица Арктики» и АЗРФ - возросло до 250 компаний. Объем новых ...

5 Января 2010

Способ измерения концентраций радикалов в потоке газа

Способ измерения концентраций радикалов в потоке газа

Автoры: Кoвалев Алекcандр Сергеевич, Рахимoв Алекcандр Турcунoвич, Рахимoва Татьяна Виктoрoвна, Ваcильева Анна Никoлаевна, Брагинcкий Олег Владимирoвич, Лoпаев Дмитрий Виктoрoвич.

Изoбретение oтнocитcя к измерениям радикалoв при иccледoвании фoтoхимичеcких и плазмoхимичеcких процеccов в лазерных cиcтемах, а также при иcпользовании плазмохимичеcких реакторов в технологии изготовления полупроводниковых приборов в микро- и наноэлектронике. Споcоб заключаетcя в том, что на поток газа на выходе разрядного промежутка, генерирующего раcпадающуюся плазму с химически активными частицами (радикалами), накладывается дополнительный высокочастотный разряд, в который вкладывается энергия, не превышающая 5% энергии, вкладываемой в основной разряд. Методом актинометрии измеряют концентрацию радикалов в основном разряде и в дополнительном разряде в заданной области потока газа, затем измеряют концентрацию радикалов только в дополнительном разряде при отсутствии основного разряда, а по разнице двух измерений в дополнительном разряде определяют концентрацию радикалов, генерируемых основным разрядом, в заданной области потока газа в условиях, когда происходит распад плазмы и гибель радикалов. Изобретение позволяет измерять концентрации радикалов на выходе разрядного промежутка в заданной области потока газа в распадающейся плазме. 1 ил.

Изобретение относится к измерению радикалов при исследовании фотохимических и плазмохимических процессов в лазерных системах, а также при использовании плазмохимических реакторов в технологии изготовления полупроводниковых приборов в микро- и наноэлектронике.

При измерениях концентраций радикалов обычно применяется метод оптической актинометрии [1].

Известен способ измерения радикалов в процессе плазмохимического травления методом оптической актинометрии путем сравнения сигнала в ходе процесса с контролируемым сигналом [2].

В ряде случаев возникает необходимость определения концентрации радикалов в проточных газовых системах как в области источника радикалов (область разряда), так и в области послесвечения разряда вдоль потока газа, когда происходит процесс распада газоразрядной плазмы и гибель радикалов. Например, эта задача приобретает особую актуальность в процессе создания электроразрядного генератора синглетного кислорода как элемента кислородно-йодного лазера, когда создается поток радикалов O2 (a 1 g) для смешения с йодом. Интерес к процессам с участием метастабильных электронно-возбужденных молекул O2 (a 1 g) - синглетного кислорода связано с тем, что синглетный кислород имеет очень большое радиационное время жизни t 4500 с и низкие скорости нерезонансной дезактивации, что позволяет создавать и сохранять длительное время неравновесный энергозапас в среде, содержащей синглетный кислород. Такая особенность синглетного кислорода используется во многих областях, в частности, при создании электроразрядного генератора синглетного кислорода. Достаточно перспективным способом возбуждения синглетного кислорода может быть использование высокочастотных разрядов и микроволновых разрядов. С ростом давления фактором, ограничивающим рост синглетного кислорода, становится быстрое тушение синглетного кислорода атомами кислорода в процессе:

Поскольку насыщение концентрации синглетного кислорода определяется процессом (1), необходимо измерять концентрации атомов O(3P) в разряде, а также в области за разрядом.

В самом разряде концентрацию этих радикалов можно измерить стандартным методом актинометрии, так как они возбуждаются электронным ударом. В потоке газа за разрядом измерить концентрацию радикалов таким способом нельзя, так как возбужденные состояния радикалов быстро релаксируют.

В предлагаемом изобретении решается задача измерения концентрации радикалов на выходе разрядного промежутка в заданной области потока газа в условиях распадающейся плазмы и гибели радикалов.

Предлагаемый способ измерения концентрации радикалов с использованием метода актинометрии на выходе разрядного промежутка в заданной области потока газа в послесвечении состоит в том, что на поток газа за разрядом накладывается дополнительный разряд, в который вкладывается энергия, не превышающая 5% энергии, вкладываемой в основной разряд. Методом актинометрии проводят два измерения концентрации радикалов, когда включены два разряда, а затем включен только дополнительный разряд, а по разнице двух измерений концентрации радикалов в дополнительном разряде определяют концентрацию радикалов, генерируемых основным разрядом, в заданной области потока газа.

Дополнительный разряд не изменяет концентрацию радикалов, а лишь возбуждает их. Далее для возбужденных радикалов используется стандартная актинометрическая методика измерения их концентрации.

Схема эксперимента приведена на чертеже, где представлена функциональная схема метода измерения концентрации радикалов в потоке газа на выходе разряда. Здесь: 1 - ВЧ-генератор 13.56 МГц с мощностью 300 Вт, 2 - ВЧ-генератор 40 МГц с мощностью 30 Вт, 3 - блок измерения положения световодов и ВЧ-разряда 40 МГц относительно ВЧ-разряда 13.56 МГц, 4 - световоды, 5 - монохроматоры, 6 - фотоприемники для регистрации излучения радикалов, 7, 9 - усилители, 8 - устройство вычитания сигналов, 10 - компьютер.

Исследуемый газ, например кислород O2, протекает через разрядный промежуток, где образуются радикалы. Здесь разряд поддерживается высокочастотным (ВЧ) генератором 1 с мощностью P=300 Вт. Высокочастотное напряжение приложено к двум внешним электродам длиной 10 см. Рабочая область давлений может варьироваться в широком диапазоне, определяемом областью применимости актинометрической методики. Для определения профиля снижения концентрации радикалов в потоке газа в области послесвечения плазмы за срезом основных электродов в заданной области проточной системы организуется дополнительный слабый диагностический разряд, к которым подключен ВЧ-генератор с мощностью P=1 Вт. Высокочастотное напряжение приложено к коротким электродам длиной порядка 1 см. Методом актинометрии измеряется интенсивность линий радикала в основном мощном разряде и в дополнительном маломощном разряде, а затем в дополнительном маломощном разряде при выключенном основном мощном разряде. Разница отношений интенсивностей является искомым сигналом, определяющим концентрацию радикалов за разрядом. Излучение возбужденных радикалов в этой области с помощью световодов 4 выделяется двумя монохроматорами 5 и поступает на фотоприемники 6.

Сигналы с фотоприемников усиливаются усилителями 9 и затем анализируются компьютером 10.

Таким образом, с помощью достаточно простой предлагаемой методики решается задача определения концентрации радикалов вне разрядной области.

Источники информации

1. X.Окабе «Фотохимия малых молекул» Москва, Изд-во «Мир», 1981, стр.154-158.

2. Патент РФ 2248646, 2003.05.06, H01L 21/56.


Формула изобретения

Способ измерения концентрации радикалов в потоке газа с использованием метода актинометрии, отличающийся тем, что на поток газа за разрядом в заданной области накладывается дополнительный разряд, в который вкладывается энергия, не превышающая 5% энергии, вкладываемой в основной разряд, методом актинометрии проводят два измерения концентрации радикалов, когда включены оба разряда, а затем включен только дополнительный разряд, после чего по разнице двух измерений концентрации радикалов в дополнительном разряде определяют концентрацию радикалов, генерируемых основным разрядом, в заданной области потока газа.

Кол-во просмотров: 9606
На правах рекламы