ダイヤモンド膜成長用Ar/CH4/H2誘導熱プラズマの化学反応速度を考慮した電磁熱流体解析

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: EPP21109

グループ名: 【A】基礎・材料・共通部門 放電・プラズマ・パルスパワー研究会

発行日: 2021/11/28

タイトル(英語): Numerical Simulation of Ar/CH4/H2 Inductively Coupled Thermal Plasmas for Diamond Film Growth Considering Chemical Reaction Kinetics

著者名: 加納 直樹(金沢大学),東 泰造(金沢大学),田中 康規(金沢大学),中野 裕介(金沢大学),石島 達夫(金沢大学)

著者名(英語): Naoki Kano(Kanazawa university),Taizoh Higashi(Kanazawa university),Yasunori Tanaka(Kanazawa university),Yusuke Nakano(Kanazawa university),Tatsuo ishijima(Kanazawa university)

キーワード: 誘導熱プラズマ|単結晶ダイヤモンド|電磁熱流体解析|化学気相蒸着法|化学非平衡|粒子束|Inductively coupled thermal plasma|Monocrystalline diamond|Numerical simulaition|Chemical vapor deposition|Chemically non-equilibrium|Particle flux

要約(日本語): 本論文では，ダイヤモンド成長用Ar/CH4/H2誘導熱プラズマの化学反応非平衡性を考慮した電磁熱流体解析により，温度場，流速場および各化学種数密度の空間分布を計算した。筆者らがこれまでに行ってきた局所熱平衡を仮定した場合における計算結果と比較すると，対流輸送および有限の化学反応速度の影響により，熱プラズマ中への供給原料ガスCH4/H2が，より下流で熱解離することがわかった。

要約(英語): In this study, the spatial distributions of temperature field, velocity field and number density of each chemical species are calculated by numerical simulation with chemical reaction kinetics for Ar/CH4/H2 induction thermal plasma for diamond growth. Compared with the results under the assumption of local thermodynamic equilibrium, the CH4/H2 feedstock gas into the thermal plasma was found to be thermally dissociated further downstream due to the effects of convective transport and finite chemical reaction rates.

本誌: 2021年12月1日放電・プラズマ・パルスパワー研究会

本誌掲載ページ: 7-12 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 2,329 Kバイト