Введение к работе
Актуальность проблемы. Газоразрядная полимеризация органических, фтор- и кренне- органических веществ в настоящее время представляет собой быстро развивающееся направление химической физики и плазмохимической технологии. С научной точки зрения наиболее подробно изучены процессы, происходящие в электрических разрядах в парах простейших углеводородов и перфторуглеводородов. Однако, практический интерес часто представляют более сложные плазмохимические системы. Так ВЧ-разряд в смеси аргона и метилметакрилате используется для получения и модифицирования субмикронных пленок, обладающих свойствами электронорезистов. Большинство работ посвящено феноменологическому исследованию свойств пленок плазкополнмеризоваиного метилметакрилата в зависимости от экспериментальных условий (конструкция реактора. способ зажигания и мощность разряда, давление и относительный состав газовой смеси). Вместе с тем, механизм плазмохимических процессов в такой системе изучен явно недостаточно. Фундаментальные знания в этой области несомненно весьма необходимы для более успешных продвижений в практических применениях. Этим, в первую очередь, определяется актуальность исследований кинетики и механизма плазмохимических процессов в ВЧ-разряде лля сиесей ИНД с аргоном. Кроме того, развитие новых научных подходов в изучении этой системы могло бы стимулировать болео активные исследования и других интересных плазмохимических систем.
Целью работы являлось изучение кинетики и механизма элементарных процессов с участием нейтральных и заряженных частиц в ВЧ-разряде э смесях метилметакрилата с аргоном. Создание экспериментального комплекса для проведения исследований с использованием современных методов газовой хроматографии, НК-фурьо-спектроскопни, пасс-спектрометрии, оптической спектроскопии для идентификации нейтральных и заряженных частиц в разряде. Разработка математической модели и максимально полной кинетической схемы реакций.
Работа выполнена п Лаборатории источников пзлучоннп филиала Института энергетических проблем химичоской физики РАН я Черноголовке.
Научная новизна. 1. Созвана экспериментальная установка, поззоляюкая проводить комплекенсэ исследование плазмохимических
процессов в ВЧ разряде, включая детектирование стабильных газовых продуктов методом хроматографического разделения с последующей идентификацией по И К-спектрам (ГХ-ИК); масс-спектронетрическое изучение ионного и нейтрального состава плазмы; спектроскопическое исследование излучения в видимой области возбужденных частиц.
-
Впервые определен достаточно полный состав нейтральных стабильных газовых продуктов плазмохкмического превращения метилнетакрилата.
-
Впервые получены зависимости степени превращения НМЛ и образования газовых продуктов в ВЧ-разряде от давления в реакторе, доли НМЛ в снеси с аргонон. нршности разряда и времени пребывания газов в зоне плазмы.
4. Впорвыо зарегистрированы прямым масс-спектрометрическим методом
поток положительных ионов из ВЧ-разряда НМЛ и смеси НМЛ с аргоном,
а также нейтральные продукты плаэнохимического превращения МИЛ.
5. На основе анализа экспериментальных результатов предложена
кинетическая схема и проведено математическое моделирование
вероятных газофазных химических превращений ММА в ВЧ-разряде в
смеси с аргонон. Показана адекватность предложенной модели
экспериментально полученным зависимостям.
Практическая ценность работы. Созданная установка, методики и результаты могут использоваться при исследовании механизмов и кинетики элементарных процессов с участием нейтральных и заряженных частиц в сложных плазмохимических системах. Полученная в данной работе информация о процессах плазмохииического превращения метилкетакрилата в зоне ВЧ-разряда, представляет интерес для понинания механизма образования полимерной пленки в разряде в газовых смесях, содержащих метилметакрилат, и способствует совершенствованию методики получения элекгронорезистов.
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались на семинарах ФИнЭПХФ РАН. 2-й Республиканской научно-технической конференции "Физика и технология тонкопленочных полимерных систон" (г. Пружаны Брестской обл. 1993), на International Symposium on Plasma Polymerization/Deposition. Las Vegas, USA, 1993. По результатам диссертации опубликованы З печатные работы.
