Estudo da formação de hidrogênio atômico no filamento do reator HFCVD

• Main Author: Viviane Ribeiro de Siqueira
• Other Authors: Maurício Ribeiro Baldan
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 2005
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/iris@1913/2005/04.25.17.30

A complexidade do entendimento no processo de deposição de diamantes HFCVD é causada pela interdependência de quatro estágios principais que são: formação de radicais perto do filamento, seu transporte, reações químicas na fase gasosa e reações químicas na superfície do substrato. Para entender os fenômenos que ocorrem durante o processo de deposição na geometria complexa como a do reator tipo CVD e para otimizar o crescimento do filme de diamante, com espessura uniforme e de boa qualidade, foram realizados estudos dos fenômenos físico-químicos que ocorrem perto do filamento. Na superfície do filamento ocorrem reações heterogêneas. Devido a alta temperatura do filamento comparada com o ambiente do reator e as pequenas dimensões do filamento existem grandes gradientes de temperatura e de concentração de espécies perto do mesmo. Por isso, se faz necessário investigar os diversos tipos de transporte, tais como difusão de espécies devido a gradiente de temperatura e difusão de calor devido a gradiente de concentração das mesmas. Do ponto de vista computacional estes fenômenos serão estudados através de um modelo unidimensional, com uma malha unidimensional não uniforme, sendo a mesma mais refinada nas regiões próximas ao filamento onde os fenômenos físicoquímicos acontecem. O código computacional desenvolvido para este fim utiliza malha deslocada. === The complexity in understanding the deposition of HFCVD diamonds is due to the interdependence of four main stages: formation of the radicals near the filament, the transport, the chemical reactions in the gas phase and the chemical reactions in the substrate surface. Among these phenomena the less studied is the formation of the radicals near the filament. Studies of the physical chemical phenomena that occur near the filament have been carried on in order to know the phenomena that occur during the deposition process in the complex geometry of a HFCVD reactor and optimize the diamond films growth, with uniform width and good quality. In the filament surface heterogeneous reactions occur. Due to the high temperature of the filament, compared to the reactor environment, and its reduced dimensions great temperature and concentration gradients near the filament are present. Therefore, its necessary to study the different kinds of concentration such as specimen diffusion due to temperature gradient and heat diffusion due to specimen gradient. The phenomena will be simulated in computer through a unidimensional model with a non-uniform unidimensional mesh refinated in the filament region where the phenomena occur. The program developed for this purpose uses staggered meshes.