Доғалы буландыру техникасы

Нанотүтікшелерді синтездеу үшін әртүрлі реакторлардың көптеген варианттары қолданылады, алайда вакуумді камера ең жақсысы болып қалып отыр. Оның типтік мысалы 6.2-суретте келтірілген.

 

6.2-сурет. Фуллерендер мен нанотүтікшелер алуға арналған доғалы буландыру құрылғысының схемалық нұсқасы.

Құрылғы белгілі бір қысымда үздіксіз гелий ағынын жасайтын диффузионды наноспен жалғанған әйнек камерадан тұрады. Электродтар ролін екі графит стержендері атқарады, оларды мүмкіндігінше суытып тұру қажет. Анод – диаметрі 6 мм ұзын стержень, катод стержені көп қысқа және диаметрі 9мм. Доғалы буландыру кезінде екі электрод арасындағы қуыс тұрақты болуы керек (шамамен 1мм). Разряд тұрақты 20 вольт кернеуде жасалынады. Тоқ стержень диаметріне, олардың ара қашықтығына, газ қысымына және т.б. тәуелді. Қысым әдетте 50-100 А диапазонында болады. Доғаны жағу үшін анодты біртіндеп катодқа қарай жылжытып отырады.

Жоғары сапалы нанотүтікшелерді алу барысында маңызды рольді гелий қысымы атқарады. Түтікше мөлшерінің артуы қысымды 20-дан 500 торрға дейін арттырған кезде байқалады (рис. 6.3).

 

а б

6.3-сурет. Гелийдің нанотүтікшелердің шығымына әсерін көрсететін микросуреттер: доғалы буландыру тәжірибелері кезінде (Эббессен и Аджайян) үлгілер (а) 100 и (б) 500 торр кезінде алынған.

500 торрдан жоғары қысым кезінде үлгіде ешқандай анық өзгерістер байқалмаған. Осылайша нанотүтікшелерді алуда 500 торр гелий қысымының оптимумы.

Тағы бір маңызды фактор – тоқ күші. Үлкен тоқ аздаған мөлшерде ғана нанотүтікшелері бар қатты жабысқан материалдың түзілуіне алып келеді. Сондықтан тоқ мүмкіндігінше аз, тұрақты плазма ұстап тұруға жеткілікті болуы қажет.

Үшінші маңызды фактор электродтарды суыту болып табылады. Әлсіз суыту 6.4а-суретте келтірілген қатпарлы «нагардың» түзілуіне алып келеді. Ал жылдам суыту цилиндр тәрізді және біркелкі түтіктердің түзілуіне алып келеді (рис.6.4б).