МОДЕЛИРОВАНИЕ КИНЕТИКИ РОСТА ВЕРТИКАЛЬНЫХ МАССИВОВ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК НА ПЛАНАРНЫХ ПОДЛОЖКАХ И АЛГОРИТМА ВЫЧИСЛЕНИЯ КИНЕТИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ДАННОГО ПРОЦЕССА

Булярский С.В., Лакалин А.В., Молоденский М.С., Павлов А.А., Рязанов Р.М.

Неорганические материалы. 2021. Т. 57. № 1. С. 22-32.

Разработана физико-математическая модель роста углеродных нанотрубок и проведено сопоставление расчетов по этой модели с экспериментом. Экспериментальное выращивание массивов углеродных нанотрубок осуществлялось CVD-методом в потоке ацетилена, аммиака и аргона при температурах от 550 до 950°С. В качестве катализатора использовалась пленка никеля толщиной 4 нм на поверхности нитрида титана. Модель учитывает пиролиз углеводородов на поверхности наночастицы катализатора, формирование барьерного слоя на его поверхности, который замедляет и останавливает рост массива нанотрубок, взаимодействие вещества буферного слоя с углеродом в наночастице катализатора. При разработке модели рассмотрены механизмы протекания отдельных процессов и получены температурные зависимости кинетических коэффициентов, которые описывают рост нанотрубок. Именно эти зависимости обусловили хорошее совпадение расчетов с экспериментом.