From Chemistry Towards Technology Step-By-Step From Chemistry Towards Technology Step-By-Step От химии к технологии шаг за шагом 2782-1900 81557 10.52957/27821900_2023_01_51 Научные статьи Scientific articles Научные статьи Physical aspects of the chemically active medium formation in chlorine plasma under pulse discharge energization Физические аспекты формирования химически активной среды в плазме хлора при импульсном питании разряда Ситанов Дмитрий Вячеславович Sitanov Dmitry Vyacheslavovich

кандидат химических наук;

candidate of chemical sciences;

 Ивановский государственный химико-технологический университет Ivanovo State University of Chemistry and Technology 23 03 2023 23 03 2023 4 1 51 63 20 02 2023 22 03 2023 https://chemintech.ru/en/nauka/article/81557/view

Исследования, представленные в данной работе, расширяют возможные аспекты технологического использования газовых разрядов в технологии обработки и модификации различных материалов. Известно, что плазма на основе химически активных веществ позволяет интенсифицировать традиционные химические процессы за счет более эффективного расходования энергии, подводимой к системе. При таком подходе определяющими становятся все стадии технологии и элементы кинетической схемы взаимодействующих частиц в плазмохимическом реакторе. Изучены процессы, наблюдаемые на фронтах переключения сигнала при импульсном питании разряда. Такой режим горения разряда позволяет добиться более эффективного использования реагентов, применяемых при плазмохимическом травлении различных материалов. Также выполнен обобщенный анализ причин, приводящих к появлению переходных процессов на фронтах переключения сигнала в разряде с периодическим изменением тока. Рассмотрены вопросы релаксации тяжелых заряженных и нейтральных частиц в плазме хлора.

Исследования, представленные в данной работе, расширяют возможные аспекты технологического использования газовых разрядов в технологии обработки и модификации различных материалов. Известно, что плазма на основе химически активных веществ позволяет интенсифицировать традиционные химические процессы за счет более эффективного расходования энергии, подводимой к системе. При таком подходе определяющими становятся все стадии технологии и элементы кинетической схемы взаимодействующих частиц в плазмохимическом реакторе. Изучены процессы, наблюдаемые на фронтах переключения сигнала при импульсном питании разряда. Такой режим горения разряда позволяет добиться более эффективного использования реагентов, применяемых при плазмохимическом травлении различных материалов. Также выполнен обобщенный анализ причин, приводящих к появлению переходных процессов на фронтах переключения сигнала в разряде с периодическим изменением тока. Рассмотрены вопросы релаксации тяжелых заряженных и нейтральных частиц в плазме хлора.

 плазма взаимодействие процесс переходные процессы хлор кремний

Райзер Ю.П. Физика газового разряда. 3-е изд., доп. и перераб. Долгопрудный: Издат. дом «Интеллект», 2009. 736 с. Rayzer Yu.P. Fizika gazovogo razryada. 3-e izd., dop. i pererab. Dolgoprudnyy: Izdat. dom «Intellekt», 2009. 736 s. Sitanov D.V., Pivovarenok S.A. Kinetics of atomic recombination on silicon samples in chlorine plasma // Plasma Physics Reports. 2018. Vol. 44, no. 8. P. 713-722. DOI: 10.1134/S1063780X1808007X. Sitanov D.V., Pivovarenok S.A. Kinetics of atomic recombination on silicon samples in chlorine plasma // Plasma Physics Reports. 2018. Vol. 44, no. 8. P. 713-722. DOI: 10.1134/S1063780X1808007X. Luc Stafford, Joydeep Guha, Rohit Khare, Stefano Mattei, Olivier Boudreault, Boris Clain, Vincent M. Don-nelly. Experimental and modeling study of O and Cl atoms surface recombination reactions in O2 and Cl2 plasmas // Pure Appl. Chem. 2010. Vol. 82, no. 6. P. 1301–1315. DOI: 10.1351/PAC-CON-09-11-02. Luc Stafford, Joydeep Guha, Rohit Khare, Stefano Mattei, Olivier Boudreault, Boris Clain, Vincent M. Don-nelly. Experimental and modeling study of O and Cl atoms surface recombination reactions in O2 and Cl2 plasmas // Pure Appl. Chem. 2010. Vol. 82, no. 6. P. 1301–1315. DOI: 10.1351/PAC-CON-09-11-02. Sitanov D.V., Efremov A.M., Svettsov V.I. Dissociation of chlorine molecules in a glow discharge plasma in mixtures with argon, oxygen, and nitrogen // High Energy Chemistry. 1998. Vol. 32, no. 2. P. 123-126. Sitanov D.V., Efremov A.M., Svettsov V.I. Dissociation of chlorine molecules in a glow discharge plasma in mixtures with argon, oxygen, and nitrogen // High Energy Chemistry. 1998. Vol. 32, no. 2. P. 123-126. Pivovarenok S.A., Murin D.B., Sitanov D.V. Effect of a mixture’s composition on the electrophysical parameters and emission spectra of hydrogen chloride plasma with chlorine and helium // Russian Microelectronics. 2021. Vol. 50, no. 1. P. 39-44. DOI: 10.1134/S1063739720060098. Pivovarenok S.A., Murin D.B., Sitanov D.V. Effect of a mixture’s composition on the electrophysical parameters and emission spectra of hydrogen chloride plasma with chlorine and helium // Russian Microelectronics. 2021. Vol. 50, no. 1. P. 39-44. DOI: 10.1134/S1063739720060098. Efremov A.M., Betelin V.B., Kwon K.Ho., Snegirev D.G. Plasma parameters and kinetics of active species in HBr + Cl2 + O2 gas mixture // ChemChemTech. 2019. Vol. 62, no. 7. P. 72-79. DOI: 10.6060/ivkkt.20196207.5947. Efremov A.M., Betelin V.B., Kwon K.Ho., Snegirev D.G. Plasma parameters and kinetics of active species in HBr + Cl2 + O2 gas mixture // ChemChemTech. 2019. Vol. 62, no. 7. P. 72-79. DOI: 10.6060/ivkkt.20196207.5947. Sitanov D.V., Pivovarenok S.A. Visualization of defects on the semiconductor surface using a dielectric barrier discharge // Russian Microelectronics. 2018. Vol. 47, no. 1. P. 34-39. DOI: 10.1134/S1063739718010067. Sitanov D.V., Pivovarenok S.A. Visualization of defects on the semiconductor surface using a dielectric barrier discharge // Russian Microelectronics. 2018. Vol. 47, no. 1. P. 34-39. DOI: 10.1134/S1063739718010067. Brok W.J.M., van Dijk J., Bowden M.D., van der Mullen J.J.A.M., Kroesen G.M.W. A model study of propa-gation of the first ionization wave during breakdown in a straight tube containing argon // J. Phys. D: Appl. Phys. 2003 Vol. 36. P. 1967. Brok W.J.M., van Dijk J., Bowden M.D., van der Mullen J.J.A.M., Kroesen G.M.W. A model study of propa-gation of the first ionization wave during breakdown in a straight tube containing argon // J. Phys. D: Appl. Phys. 2003 Vol. 36. P. 1967. Shishpanov A.I., Ionikh Y.Z., Meshchanov A.V., Dyatko N.A. Memory effect in the ignition of a low-pressure glow discharge in nitrogen in a long discharge tube // Plasma Physics Reports. 2014. Vol. 40, no. 6. P. 467-480. DOI: 10.1134/S1063780X1406005. Shishpanov A.I., Ionikh Y.Z., Meshchanov A.V., Dyatko N.A. Memory effect in the ignition of a low-pressure glow discharge in nitrogen in a long discharge tube // Plasma Physics Reports. 2014. Vol. 40, no. 6. P. 467-480. DOI: 10.1134/S1063780X1406005. Dyatko N.A., Ionikh Y.Z., Meshchanov A.V. Estimation of plasma parameters in a pre-breakdown ionization wave at the glow discharge ignition in argon // Plasma Sources Science and Technology. 2021. Vol. 30, no. 5. 055015. DOI: 10.1088/1361-6595/abda9e. Dyatko N.A., Ionikh Y.Z., Meshchanov A.V. Estimation of plasma parameters in a pre-breakdown ionization wave at the glow discharge ignition in argon // Plasma Sources Science and Technology. 2021. Vol. 30, no. 5. 055015. DOI: 10.1088/1361-6595/abda9e. Sitanov D.V. The role of chemical processes in the technological treatment of gallium arsenide under conditions of low-temperature non-equilibrium plasma reduced pressure in chlorine // From Chemistry Towards Technology Step-By-Step. 2021. Vol. 2, no. 4. P. 85-92. DOI: 10.52957/27821900_2021_04_85. URL: http://chemintech.ru/index.php/tor/2021-2-4 Sitanov D.V. The role of chemical processes in the technological treatment of gallium arsenide under conditions of low-temperature non-equilibrium plasma reduced pressure in chlorine // From Chemistry Towards Technology Step-By-Step. 2021. Vol. 2, no. 4. P. 85-92. DOI: 10.52957/27821900_2021_04_85. URL: http://chemintech.ru/index.php/tor/2021-2-4 Sitanov D.V., Pivovarenok S.A., Murin D.B. The importance of taking into account the heterogeneous recombination of atoms when studying the kinetics of copper etching in chlorine plasma // High Temperature. 2022. Vol. 60, Suppl. 2. P. 146–152. DOI: 10.1134/S0018151X21050187. Sitanov D.V., Pivovarenok S.A., Murin D.B. The importance of taking into account the heterogeneous recombination of atoms when studying the kinetics of copper etching in chlorine plasma // High Temperature. 2022. Vol. 60, Suppl. 2. P. 146–152. DOI: 10.1134/S0018151X21050187. Efremov A.M., Svettsov V.I., Sitanov D.V. The parameters of plasma and the kinetics of generation and loss of active particles under conditions of discharge in chlorine // High Temperature. 2008. Vol. 46, no. 1. P. 11 18. DOI: 10.1134/s10740-008-1003-4. Efremov A.M., Svettsov V.I., Sitanov D.V. The parameters of plasma and the kinetics of generation and loss of active particles under conditions of discharge in chlorine // High Temperature. 2008. Vol. 46, no. 1. P. 11 18. DOI: 10.1134/s10740-008-1003-4. Стародубцев М.В., Крафт К. Лабораторное моделирование взаимодействия нестационарных электронных пучков с магнитоактивной плазмой // Известия вузов. Радиофизика. 2012. Т. LV. № 10–11. С. 683-697. Starodubcev M.V., Kraft K. Laboratornoe modelirovanie vzaimodeystviya nestacionarnyh elektronnyh puchkov s magnitoaktivnoy plazmoy // Izvestiya vuzov. Radiofizika. 2012. T. LV. № 10–11. S. 683-697. Bogdanov E.A., Kudryavtsev A.A., Tsendin L.D. Evolution of the density profiles and flows of charged particles during the diffusive decay of an electronegative gas plasma // Technical Physics. 2001. Vol. 46, no. 4. P. 404 410. DOI: 10.1134/1.1365462. Bogdanov E.A., Kudryavtsev A.A., Tsendin L.D. Evolution of the density profiles and flows of charged particles during the diffusive decay of an electronegative gas plasma // Technical Physics. 2001. Vol. 46, no. 4. P. 404 410. DOI: 10.1134/1.1365462.