7. Bố cục của luận án
3.2 Cáchệ số chuyển độngelectron của hỗn hợp khí TRIES với O2,Ar, Kr, Xe, He
phân tử khí TRIES cũng như hỗn hợp của chất khí TRIES với các chất khí khác ở các tỷ lệ phần trăm hỗn hợp khác nhau trong công nghệ chế tạo vi mạch cho các nghiên cứu tiếp theo hoặc trong sản xuất, chế tạo.
3.2 Các hệ số chuyển động electron của hỗn hợp khí TRIES với O2, Ar, Kr, Xe, He và Ne Xe, He và Ne
3.2.1 Vận tốc chuyển động electron(W)
Các kết quả tính toán áp dụng phương trình xấp xỉ bậc hai Boltzmann đối với vận tốc dịch chuyển electron khi xảy ra va chạm trong phóng điện khí cho thấy đây là hàm số theo giá trị E/N trong các hỗn hợp khí TRIES - O2, TRIES - Ar, TRIES- Kr, TRIES - Xe, TRIES - He và TRIES - Ne với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 1%, 5%, 10%, 30%, 50%, 70%, 90% và 100% TRIES).
(Hình 3.5a) Vận tốc dịch chuyển electron của hỗn hợp khí TRIES-O2
Các kết quả tính toán áp dụng công thức của phương trình xấp xỉ bậc hai Boltzmann đối với vận tốc dịch chuyển electron khi xảy ra va chạm trong phóng điện khí W, là các hàm của tỷ số E/N trong các hỗn hợp khí TRIES – O2 với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 10%, 30%, 50%, 70%, 90%). Về cơ bản tại cùng một giá trị E/N thì giá trị vận tốc dịch chuyển electron tương ứng trong hỗn hợp khí TRIES - O2 lớn hơn của nguyên chất TRIES và nhỏ hơn của nguyên chất O2. Giá trị vận tốc dịch chuyển electron cũng tăng dần khi nồng độ của TRIES giảm dần. Xét riêng trong từng hỗn hợp thì xu hướng của nó cũng tương đồng với xu hướng của nguyên chất TRIES và O2.
(Hình 3.5b) Vận tốc dịch chuyển electron của hỗn hợp khí TRIES-Ar
Sử dụng hệ phương trình xấp xỉ bậc hai Botlzmann để tính toán vận tốc dịch chuyển electron khi xảy ra va chạm trong phóng điện khí của hỗn hợp khí TRIES – Ar với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 1%, 5%,10%, 30%, 50%, 70%, 90%). Xét tại cùng một giá trị của E/N, các giá trị của vận tốc dịch chuyển electron của hỗn hợp khí nằm giữa các giá trị vận tốc dịch chuyển eletron của các khí nguyên chất TRIES và Ar. Vận tốc dịch chuyểnWr của hỗn hợp khí TRIES - Ar tăng khi E/N tăng, trong dải E/N <100 Td giá trị Wr thay đổi mạnh với tỷ lệ 1%, 5%, 10% và 30% được thể hiện ở hình 3.5b.
(Hình 3.5c) Vận tốc dịch chuyển electron của hỗn hợp khí TRIES - Kr
Các kết quả tính toán của vận tốc dịch chuyển electron W trong hỗn hợp khí Tries - Kr được thể hiện trên hình 3.5c với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 10%, 30%, 50%, 70%, 90%). Đối với khoảng E/N > 85 Td, xét cùng một giá trị E/N thì giá trị vận tốc dịch chuyển electron tương ứng trong hỗn hợp khí TRIES - Kr lớn hơn của nguyên chất TRIES và nhỏ hơn của nguyên chất Kr. Tuy nhiên trong vùng E/N < 85 Td, một số trường hợp hệ số W trong hỗn hợp khí Tries – Kr lại lớn hơn hệ số W trong nguyên chất, chẳng hạn như trường hợp 10% và 30% TRIES. Giá trị vận tốc dịch chuyển electron cũng tăng dần khi nồng độ của TRIES giảm dần. Xét riêng trong từng hỗn hợp thì xu hướng của nó cũng tương đồng với xu hướng của nguyên chất TRIES và Kr.
(Hình 3.5d) Vận tốc dịch chuyển electron của hỗn hợp khí TRIES-Xe
Các kết quả tính toán được thể hiện trên hình 3.5d với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 10%, 30%, 50%, 70%, 90%). Tương tự như trong hỗn hợp TRIES - Kr, trong khoảng E/N > 105 Td, xét cùng một giá trị E/N thì giá trị vận tốc dịch chuyển electron tương ứng trong hỗn hợp khí TRIES - Xe lớn hơn của nguyên chất TRIES và nhỏ hơn của nguyên chất Xe. Tuy nhiên trong vùng E/N < 105 Td, một số trường hợp hệ số W trong hỗn hợp khí TRIES - Xe lại lớn hơn hệ số W trong nguyên chất, chẳng hạn như trường hợp 10%, 30% và 50% TRIES.
(Hình 3.5e) Vận tốc dịch chuyển electron của hỗn hợp khí TRIES-He
Các kết quả tính toán được thể hiện trên hình 3.5e với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 10%, 30%, 50%, 70%, 90%). Về cơ bản tại cùng một giá trị E/N thì giá trị vận tốc dịch chuyển electron tương ứng trong hỗn hợp khí TRIES - He lớn hơn của nguyên chất TRIES và nhỏ hơn của nguyên chất He. Giá trị vận tốc dịch chuyển electron cũng tăng dần khi nồng độ của TRIES giảm dần. Xét riêng trong từng hỗn hợp thì xu hướng của nó cũng tương đồng với xu hướng của nguyên chất TRIES và He.
(Hình 3.5g) Vận tốc dịch chuyển electron của hỗn hợp khí TRIES-Ne
Các kết quả tính toán được thể hiện trên hình 3.5g với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 10%, 30%, 50%, 70%, 90%). Tương tự như trường hợp hỗn hợp TRIES - He, về cơ bản tại cùng một giá trị E/N thì giá trị vận tốc dịch chuyển electron tương ứng trong hỗn hợp khí TRIES - Ne lớn hơn của nguyên chất TRIES và nhỏ hơn của nguyên chất Ne. Giá trị vận tốc dịch chuyển electron cũng tăng dần khi nồng độ của TRIES giảm dần. Xét riêng trong từng hỗn hợp thì xu hướng của nó cũng tương đồng với xu hướng của nguyên chất TRIES và Ne.
Hình 3.5a đến 3.5g trình bày kết quả tính toán vận tốc dịch chuyển electron của hỗn hợp khí TRIES với các chất khí O2, Ar, Kr, Xe, He và Ne với các tỷ lệ phần trăm khác nhau. Xét tại cùng một giá trị E/N trong vùng E/N thấp, giá trị vận tốc W của hỗn hợp khí TRIES - Ne và TRIES - He nằm giữa giá trị của W trong các nguyên chất thành phần. Tuy nhiên đối với hỗn hợp khí TRIES - Kr và TRIES - Xe có một vài trường hợp giá trị W của hỗn hợp lại lớn hơn giá trị W của nguyên
chất thành phần. Còn ở vùng E/N cao, giá trị W của hỗn hợp các chất khí đều nằm giữa giá trị W trong nguyên chất thành phần. Điều này có thể được giải thích là do điện trường càng lớn thì làm cho mật độ hạt dịch chuyển nhanh hơn và tốc chạm giữa các nguyên tử mạnh hơn được thể hiện qua phương trình 2.21 chương 2.
3.2.2 Các hệ số khuếch tán theo chiều dọc mật độ đặc trưng và tỷ lệ của hệ số
khuếch tán theo chiều dọc với độ linh động của electron (NDL và DL/µ)
Các kết quả tính toán áp dụng hệ hai phương trình xấp xỉ của Boltzmann đối với hệ số khuếch tán dọc và tỷ lệ giữa hệ số khuếch tán dọc và độ linh hoạt electron khi xảy ra va chạm trong phóng điện khí, NDL và DL/µ chúng là các hàm số theo giá trị E/N trong các hỗn hợp khí TRIES - O2, TRIES - Ar, TRIES - Kr, TRIES - Xe, TRIES - He, TRIES - Ne với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 1%, 5%, 10%, 30%, 50%, 70%, 90% TRIES) và các hệ số khuếch tán dọc (NDL), các tỷ lệ của hệ số khuếch tán theo chiều dọc với độ linh động electron (DL/µ) được thể hiện ở hình 3.6 đến hình 3.7.
Hình 3.6a thể hiện các giá trị của các hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng electron với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 10%, 30%, 50%, 70%, 90%). Xét tại cùng một giá trị của E/N, các giá trị của hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng electron của hỗn hợp khí nằm giữa các giá trị hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng electron của các khí nguyên chất TRIES và O2, lớn hơn của nguyên chất TRIES và nhỏ hơn của nguyên chất O2 .
(Hình 3.6b) Hệ số khuếch tán dọc NDL của hỗn hợp khí TRIES-Ar
Hình 3.6b thể hiện các giá trị của các hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng electron với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 1%, 5%, 10%, 30%, 50%, 70%, 90%). Xét tại cùng một giá trị của E/N, các giá trị hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng electron của hỗn hợp khí nằm giữa hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng eletron của các khí nguyên
chất TRIES và Ar thể hiện ở hình 3.6b lớn hơn của nguyên chất TRIES và nhỏ hơn của nguyên chất Ar.
(Hình 3.6c) Hệ số khuếch tán dọc NDL của hỗn hợp khí TRIES-Kr
Hình 3.6c thể hiện các giá trị của các hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng electron với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 10%, 30%, 50%, 70%, 90%). Xét tại cùng một giá trị của E/N, giá trị hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng electron của hỗn hợp khí nằm giữa hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng eletron của các khí nguyên chất và Kr được xác định nằm giữa các khí nguyên chất khi E/N>0,1 Td thể hiện ở hình 3.6c.
(Hình 3.6d) Hệ số khuếch tán dọc NDL của hỗn hợp khí TRIES-Xe
Hình 3.6d thể hiện các giá trị của các hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng electron với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 10%, 30%, 50%, 70%, 90%). Xét tại cùng một giá trị của E/N, giá trị hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng electron của hỗn hợp khí nằm giữa hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng eletron của các khí nguyên chất TRIES và Xe được xác định nằm giữa các khí nguyên chất.
(Hình 3.6e) Hệ số khuếch tán dọc NDL của hỗn hợp khí TRIES-He
Hình 3.6e thể hiện các giá trị của các hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng electron với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 10%, 30%, 50%, 70%, 90%). Xét tại cùng một giá trị của E/N, giá trị hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng electron của hỗn hợp khí nằm giữa hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng eletron của các khí nguyên chất TRIES và He được xác định nằm giữa các khí nguyên chất.
(Hình 3.6g) Hệ số khuếch tán dọc NDL của hỗn hợp khí TRIES – Ne
Hình 3.6g thể hiện các giá trị của các hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng electron với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 10%, 30%, 50%, 70%, 90%). Xét tại cùng một giá trị của E/N, giá trị hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng electron của hỗn hợp khí nằm giữa hệ số khuếch tán dọc NDL theo mật độ đặc trưng eletron của các khí nguyên chất TRIES và Ne được xác định nằm giữa các khí nguyên chất.
(Hình 3.7a) Hệ số khuếch tán theo chiều dọc với độ linh động electron (DL/µ) của hỗn hợp khí TRIES-O2
Hình 3.7a thể hiện các giá trị của tỷ lệ giữa hệ số khuếch tán dọc với độ linh động electron (DL/µ) với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 10%, 30%, 50%, 70%, 90%). Về cơ bản tại cùng một giá trị E/N thì các giá trị của tỷ lệ giữa hệ số khuếch tán dọc với độ linh động electron (DL/µ) tương ứng trong hỗn hợp khí TRIES - O2 lớn hơn của nguyên chất TRIES và nhỏ hơn của nguyên chất O2 được xác định là nằm giữa các khí nguyên chất.
(Hình 3.7b) Hệ số khuếch tán theo chiều dọc với độ linh động electron (DL/µ) của hỗn hợp khí TRIES – Ar
Hình 3.7b thể hiện các giá trị của tỷ lệ giữa hệ số khuếch tán dọc với độ linh động electron (DL/µ). Về cơ bản tại cùng một giá trị E/N thì các giá trị của tỷ lệ giữa hệ số khuếch tán dọc với độ linh động electron (DL/µ) tương ứng trong hỗn hợp khí TRIES - Ar lớn hơn của nguyên chất TRIES và nhỏ hơn của nguyên chất Ar được xác định là nằm giữa các khí nguyên chất.
(Hình 3.7c) Hệ số khuếch tán theo chiều dọc với độ linh động electron (DL/µ) của hỗn hợp khí TRIES – Kr
Hình 3.7c thể hiện các giá trị của tỷ lệ giữa hệ số khuếch tán dọc với độ linh động electron (DL/µ). Về cơ bản tại cùng một giá trị E/N thì các giá trị của tỷ lệ giữa hệ số khuếch tán dọc với độ linh động electron (DL/µ) tương ứng trong hỗn hợp khí TRIES - Kr lớn hơn của nguyên chất TRIES và nhỏ hơn của nguyên chất Kr được xác định là nằm giữa các khí nguyên chất.
(Hình 3.7d) Hệ số khuếch tán theo chiều dọc với độ linh động electron (DL/µ) của hỗn hợp khí TRIES-Xe
Hình 3.7d thể hiện các giá trị của tỷ lệ giữa hệ số khuếch tán dọc với độ linh động electron (DL/µ). Về cơ bản tại cùng một giá trị E/N thì các giá trị của tỷ lệ giữa hệ số khuếch tán dọc với độ linh động electron (DL/µ) tương ứng trong hỗn hợp khí TRIES - Xe lớn hơn của nguyên chất TRIES và nhỏ hơn của nguyên chất Xe được xác định là nằm giữa các khí nguyên chất.
(Hình 3.7e) Hệ số khuếch tán theo chiều dọc với độ linh động electron (DL/µ) của hỗn hợp khí TRIES-He
Hình 3.7e thể hiện các giá trị của tỷ lệ giữa hệ số khuếch tán dọc với độ linh động electron (DL/µ). Về cơ bản tại cùng một giá trị E/N thì các giá trị của tỷ lệ giữa hệ số khuếch tán dọc với độ linh động electron (DL/µ) tương ứng trong hỗn hợp khí TRIES - He lớn hơn của nguyên chất TRIES và nhỏ hơn của nguyên chất He được xác định là nằm giữa các khí nguyên chất.
(Hình 3.7g) Hệ số khuếch tán theo chiều dọc với độ linh động của điện tử (DL/µ) của hỗn hợp khí TRIES-Ne
Hình 3.7g thể hiện các giá trị của tỷ lệ giữa hệ số khuếch tán dọc với độ linh động electron (DL/µ) được xác định là nằm giữa các khí nguyên chất.
Hình 3.7a đến 3.7g trình bày kết quả tính toán của hệ số khuếch tán theo chiều dọc với độ linh động electron trong hỗn hợp khí TRIES với các chất khí O2, Ar, Kr, Xe, He và Ne với các tỷ lệ phần trăm khác nhau. Như vậy xét tại cùng một giá trị E/N trong vùng E/N thấp, giá trị DL/µ của hỗn hợp nằm giữa giá trị của DL/µ trong các nguyên chất thành phần trong toàn dải E/N.
3.2.3 Các hệ số ion hóa do va chạm (α/N)
Các kết quả tính toán áp dụng hệ hai phương trình xấp xỉ của công thức Boltzmann đối với các hệ số ion hóa khi xảy ra va chạm trong phóng điện khí, α/N, là các hàm của tỷ số E/N trong các hỗn hợp khí TRIES - Ar, TRIES - O2, TRIES - Kr, TRIES - Xe, TRIES - He, TRIES - Ne với các nồng độ phần trăm của
khí TRIES khác nhau (cụ thể là 1%, 5%, 10%, 30%, 50%, 70%, 90% TRIES). Các kết quả tính toán được thể hiện trên hình 3.8.
(Hình 3.8a) Hệ số ion hóa của hỗn hợp khí TRIES-O2
Trên hình 3.8a thể hiện với các nồng độ phần trăm của khí TRIES khác nhau (cụ thể là 10%, 30%, 50%, 70%, 90% TRIES). Trong các hỗn hợp khí này, giá trị hệ số ion hóa của 10% TRIES - O2 lớn hơn giá trị của phân tử khí nguyên chất TRIES và O2 được thể hiện ở hình 3.8a.
(Hình 3.8b) Hệ số ion hóa của hỗn hợp khí TRIES-Ar
Hình 3.8b cho ta thấy trong các hỗn hợp khí TRIES- Ar giá trị α/N tăng khi tăng E/N.Tuy nhiên, giá trị α/N của 1% TRIES - Ar lớn hơn giá trị của phân tử khí nguyên chất TRIES và Ar, các giá trị α/N của 70%TRIES - Ar, 90%TRIES - Ar, nhỏ hơn giá trị mỗi khí nguyên chất.
(Hình 3.8c) Hệ số ion hóa của hỗn hợp khí TRIES-Kr
Hình 3.8c cho ta thấy trong các hỗn hợp khí TRIES - Kr giá trị α/N tăng khi tăng E/N. Trong hỗn hợp khí TRIES - Kr, các giá trị của các hệ số α/N được xác định là nằm giữa các giá trị của các khí nguyên chất TRIES và Kr.
(Hình 3.8d) Hệ số ion hóa của hỗn hợp khí TRIES-Xe
Hình 3.8d cho ta thấy trong các hỗn hợp khí TRIES - Xe các giá trị của các hệ số α/N được xác định là nằm giữa các giá trị của các khí nguyên chất TRIES và Xe.
(Hình 3.8e) Hệ số ion hóa của hỗn hợp khí TRIES-He
Ta thấy trong các hỗn hợp khí TRIES - He các giá trị của các hệ số α/N được xác định là nằm giữa các giá trị của các khí nguyên chất TRIES và He khi giá trị E/N <90 Td thể hiện ở hình 3.8e.
(Hình 3.8g) Hệ số ion hóa của hỗn hợp khí TRIES-Ne
Ta thấy trong các hỗn hợp khí TRIES- Ne các giá trị của các hệ số α/N được xác định là nằm giữa các giá trị của các khí nguyên chất TRIES và Ne khi giá trị E/N < 85Td thể hiện ở hình 3.8g.
Từ các kết quả trình bày về hệ số ion hoá của hỗn hợp khí TRIES với các khí