Influence of Hydrogen Atoms on the Growth of carbon based Nanoparticles and of Thin Films from reactive Plasmas
- The role of hydrogen atoms in formation of hydrocarbon nanoparticles and on the growth/etching speed of amorphous hydrogenated carbon films were performed with the specially designed \(\textbf {double plasma setup}\). Particle formation was studied \(\textit {in-situ}\) by measuring the intensity of the scattered laser light and mass spectroscopy while films were studied \(\it in\)- and \(\textit {ex-situ}\) by ellipsometry, Raman and FTIR spectroscopy. These measurements revealed that as soon as hydrogen atoms are injected into acetylene plasma further nanoparticle formation is completely suppressed. During the hydrocarbon thin film processing the results show strong influence of hydrogen atoms on the surface processes on the way that deposition speed decreases (\(\textit {anti-synergistic effect}\)) while etching speed increases (\(\textit {synergistic effect}\)). Structure of films is changed via the change of \(sp^{3}/sp^{2}\) hybridization ratio of carbon atoms in the film network due to the incorporation of hydrogen atoms. Films became hydrogen richer and softer.
- Der Einfluss von Wasserstoffatomen (H) auf die Bildung von Kohlenwasserstoff-haltigen (a-C:H) Nanopartikeln und auf die Wachstums-/Ätzrate amorpher a-C:H-Schichten wurde mit einem speziell entworfenen Doppel-Plasma Aufbau untersucht. Die Partikelbildung wurde \(\textit {in situ}\) mit der Messung der Intensität von gestreutem Laserlicht und Massenspektroskopie verfolgt, während die Schichten \(\it in\)- und \(\textit {ex situ}\) mit Hilfe von Ellipsometrie, Raman- und FTIR-Spektroskopie untersucht wurden. Die Zugabe von H in ein Azetylen-Plasma unterdrückt die Bildung von Partikeln vollständig. Bei der Abscheidung dünner a-C:H-Schichten zeigt sich ein starker Einfluss der H auf Oberflächenprozesse, indem die Depositionsrate ansteigt (\(\textit {anti-Synergismus}\)), während die Ätzrate sinkt (\(\it Synergismus\)). Die Struktur der Schichten ändert sich durch die Änderung des Verhältnisses von \(sp^{3}/sp^{2}\) Hybridisierung der C-Atome im Schichtnetzwerk durch den Einbau von H. Die Schichten wurden dadurch wasserstoffhaltiger und weicher.
Author: | Olivera Stepanović |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:294-18428 |
Referee: | Jörg WinterGND, Henning SoltwischGND |
Document Type: | Doctoral Thesis |
Language: | English |
Date of Publication (online): | 2007/02/13 |
Date of first Publication: | 2007/02/13 |
Publishing Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek |
Granting Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie |
Date of final exam: | 2006/12/04 |
Creating Corporation: | Fakultät für Physik und Astronomie |
GND-Keyword: | Niederdruckplasma; Nanopartikel; Dünne Schicht; Plasmapolymerisation; Plasmadiagnostik |
Institutes/Facilities: | Institut für Experimentalphysik II |
Dewey Decimal Classification: | Naturwissenschaften und Mathematik / Physik |
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