Modelagem tridimensional de reator de filamento quente para crescimento de diamante / Three-dimensional modeling of hot filament reactor for diamond growth

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

O filamento quente é parte primordial no processo de crescimento de filmes de diamante utilizando reatores de deposição química a vapor assistidos por filamento quente. Desta maneira, realizou-se o estudo da eficiência energética de filamentos de diferentes diâmetros, localizados a diferentes distâncias do substrato. Para a realização deste estudo foi empregado um aplicativo comercial de dinâmica dos fluidos computacional. Com a utilização deste software foram realizadas modelagens tridimensionais do reator HFCVD considerando o transporte de calor e massa, a química de fase gasosa e de superfícies para ambientes contendo somente hidrogênio e para ambientes com hidrogênio, metano e radicais precursores ao crescimento. Nessas modelagens foram utilizados parâmetros fixos e variáveis. Os parâmetros fixos foram a temperatura do filamento, temperatura do substrato, a temperatura da parede do reator e o fluxo de entrada do gás. Os parâmetros variáveis foram o diâmetro do filamento, o número de filamentos, a distância entre filamento e substrato, a distância entre filamentos e a pressão de trabalho do reator. Com a realização das modelagens foi possível obter a eficiência energética do filamento quente, os perfis de temperatura, a velocidade e a concentração de espécies. Isto permite uma análise dos resultados, de onde é possível indicar a melhor configuração de reator para obter a maior quantidade de hidrogênio atômico na região do filamento quente e na região do substrato, obter a melhor distância entre filamento e substrato e a melhor distância entre os filamentos.

ASSUNTO(S)

diamante deposição química a vapor filamento quente modelagem computacional modelagem tridimensional diamond chemical vapor deposition hot filament numerical simulation three dimensional model

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