Study of microimpurities and charge states in homogeneous hydrocarbon films (Redeposited from a T-10 tokamak deuterium plasma discharge) using XRF analysis, IR spectroscopy, EPR, and I-V characteristics

Observation of Nanostructural Elements of Thick Homogenous Hydrocarbon Films Redeposited From T-10 Tokamak Plasma Discharge

“…[1][2][3]. Краткие результаты проведённых исследований, большинство из которых было получено впервые, состоят в следующем.…”

“…Сравнение с литературными данными позволяет сделать вывод о некотором сходстве гладких плёнок из токамака и широкозонных плёнок а-С:Н или тетраэдральных плёнок ta-C:H, имеющих высокое содержание состояний sp 3 (~70%) и долей sp 2 , равной ~30%. Колебательные ИК-моды указывают на элементный состав адсорбатов и их концентрацию, которые не-сколько отличаются для золотистых и тёмных плёнок [2,3]. Найдено, что дейтерий находится в двух основ-ных колебательных состояниях.…”

“…Разница в цвете явно связана с изменением кон-центрации изотопов водорода, обусловленной температурой осаждения и переосаждения плёнок в тока-маке, причем присутствующие H и D не различимы с точки зрения электронной структуры плёнок, т.е. и оптики, и только колебательная спектроскопия мод С-H, C-D способна их различить [1][2][3]. Извест-но, что увеличение концентрации изотопов водорода в гомогенных аморфных плёнках a-C:H (которые являются модельными структурами для описания переосаждаемых гомогенных углеводородных плёнок из токамака с большим отношением D/C) приводит к росту доли алмазоподобных состояний sp 3 ввиду разрушения химически активным атомарным водородом двойных связей C==C, откуда следуют спад графитоподобных состояний sp 2 и рост величины запрещённой зоны E g .…”

“…(тёмно-коричневые плёнки) и E g  3 эВ (золотистые), как показали фотолюминесцентные измерения [1,2], а также рентгенофотоэмиссионные измерения валентной зоны. Напомним также, что для графита с sp 2  95-100% величина E g  0, а для алмаза с sp 3  95-100% величина E g  5,5 эВ.…”

“…Так как структура системы статистически усреднена, рисунок следует рассматривать только как грубую схему 1/q* дам sp 3 С-С, (СН 3 ) 3 -С-, С-Н(D), O-H, C-O и др., а также по модам, содержащим линейные це-почки двойных связей sp 2 С==С, C==O и др. [2]. Линейные цепочки участвуют в образовании структуры хлопьев, соединяя перечисленные элементы фракталов и создавая прочные поперечные связи.…”