CF_2Cl_2的激光裂解研究

本工作是用连续波CO_2激光对CF_2Cl_2进行辐照,考察了不同气体压力,不同激光功率时的光解产物,并与热裂解相比较。实验结果发现激光裂解的最终产物与热裂解没有明显的差别,这表明连续CO_2激光辐照CF_2Cl_2的净效应与简单加热效应相似。实验的主要结果是:①CF_2Cl_2激光裂解的主要产物是C_3F_4Cl_2、CF_3Cl和Cl_2②气体压力在30～300托范围内,光解产物中C_2F_4Cl_2含量多;300托～常压范围内,CF_3Cl含量多,且随着压力升高,主要产物由C_2F_4Cl_2向CF_3Cl转化。③用不同功率密度(1000～2000W/cm~2)的激光辐照时,发现CF_2Cl_2的分解分数f与所吸收的能量E为一线性关系。且气体压力高时,引发反应的阈值功率密度低。④气体压力在30～300托范围内,都可找到相适应的激光功率密     

红外激光引发CF_3CF=CF_2+O_2和CF_3CF=CF_2+C_2F_4+O_2反应

本文报道了在TEA CO_2激光P(28)线<00°1-02°0>照射时,红外激光引发CF_3CF=CF_3+O_2反应和CF_3CF=CF_2+C_2F_4+O_2反应。在反应中,得到的主要产物是CF_2O。根据反应产物可以推论在激光引发这二个体系反应过程中,存在着CF_2(~3B_1)卡宾,由于CF_2(~3B_1)卡宾和O_2反应生成CF_2O。当反应体系中存在C_2F_4时,由于C_2F_4参与CF_2O_2+C_2F_4→     

CF_2Cl_2+H_2体系的激光化学反应

用TEA CO_2脉冲激光器研究了CF_2Cl~2+H~2体系在不同压力、不同比例、用不同材质与不同规格的反应池、不同激光功率密度及不同照射次数等条件下的激光化学反应。其结果:①得到的主要产物为C_2F_4和HCl,尚有少量块烃和氟块,与热管反应产物(CF_2H)_2不同;②反应速率在低 H_2压时随 H_2压的增加而增加,高H_2压时则相反,当H_2压相同时,反应速率随CF_2Cl_2分压的增加而增加,认为该反应是因多次光子吸收而活化的CF_2Cl_2分子与 H_2碰撞的结果;③观察到了反应所伴随的绿色——桔黄色可见辐射,其强度随气体压力的变化规律,与反应速率随气体压力的变化规律相同;④对照激光照射前后的红外吸收光谱,可以看到有同位素效应。在同样条件下,波数为880cm~(-1)的峰(相当于 CCl_2的伸缩振动)与波数为920cm~(-1)的峰之比,经激光照射后有明显下降。     

激光诱导甲醇同氨的反应

根据CH_3OH分子和NH_3分子的光化学特性,特别是它们在CO_2激光振荡谱带中吸收的异同性,选用TEA CO_2激光四条谱线9.6μP(20)、9.6μP(34)、10.6μP(20)、10.6μP(32)分别聚焦辐照甲醇蒸气和氨的混合气体,运用红外光谱、质谱和可见荧光检测等手段,得出反应产物是CH_4、C_2H_2、C_2H_4、C_6H_(12)N_4(六亚甲基四氨)和CH_3NH_2等,测定了反应速率、产物相对量同辐照谱线、脉冲能量、脉冲次数及反应物组分比的关系,考察了不同体系对激光能量的吸收及可见荧光的变化现象,并对这些结果做了分析。文章认为:虽然激发不同的分子,但化学反应历程相似,反应始于高振动激发的CH_3OH的分解,它或者本身被直接激发,或者由激发态 NH_3的能量转移而被激发;同时指出,激光辐照不同分子的结果,虽产物种类相同,但反应     

用强红外激光辐照CF_3I+CO_2混合物合成CI_4晶体

用TEACO_2激光辐照CF_3I+CO_2气体混合物,获得最大直径为0.5mm CI_4晶体颗粒的研究结果。指出CF_3I+CO_2混合物在强脉冲红外激光辐照下的反应方程为     

NO对CF_2Cl_2激光诱导化学反应的影响

本文采用连续波二氧化碳激光器,研究了 NO 对 CF_2C(?)_2(F_12)激光诱导化学反应的影响。发现反应的主要产物为 F_13、F_114、NOCl 和 CF_2O。在 NO 压力较低时。F_12 NO 混合物的分解产率随 NO含量的增加呈线性增加。NO 达某一值时,反应产率达极大值。在这以后,分解分数随 NO 的增加又缓慢下降。我们对所得结果进行了讨论。     

在强CO_2激光作用下CCIF_2CCIF_2的离解及其与氢的反应

压力为50Torr的OClF_2CClF_2在脉冲CO_2激光作用下,主要以C—C键断裂的方式发生离解,其主要产物是C_2F_4、C_3F_6、CCl_2F_2和CClF_3。当用GO_2激光照射100 Torr的CClF_2 CClF_2和H_2的混合气体(1:1)时,在焦点区发现有橙黄色发光,并观察到C_2分子的Swan谱带。此时的主要产物是C_2F_4、C_3F_6、HCl和HF。     

卤代乙烷的红外脉冲激光诱导反应

~20托溴乙烷或碘乙烷用TEA CO_2激光辐照,其产物用红外光谱、气相色谱和CW CO_2激光光声光谱检测。在不同激光脉冲次数的情况下,反应主产物都是相近数量的乙烯和乙炔。从而可推定乙炔是在激光辐照下直接由C_2H_5X消除HX和H_2而产生的,并非由乙烯进一步光解所致。     

双频CO_2激光多光子离解CF_3CHCl_2分离氘

本文研究在双频CO_2激光辐照下CF_3CDCl_2-CF_3CHCl_2混合气的多光子离解。所获得的氘的一步浓缩系数β_(产物)达1600,比单频CO_2激光辐照下离解的浓缩系数大。     

CCl_4作XeCl准分子激光介质的研究

对于形成XeCl准分子激光的Cl供体,人们进行过大量的研究,目的是寻找一种分子,它们能在电子碰撞或紫外光照射后形成Cl~-,并最终复合为XeCl,而又不产生其他副产物而使激光猝灭。已经研究过的分子有HCl,BCl_3,CH_2Cl_2,CHCl_3,C_2H_2Cl_2,C_2F_3Cl_3及CCl_4     

InGaAs、InP、GaAs、Si、Ge等材料的离子束刻蚀

我们研究了使用CF_4和C_2F_6等气体的反应离子束刻蚀半导体和绝缘材料,并与Ar离子铣的刻蚀速率进行了比较。在联邦科学公司制造的刻蚀系统中用考夫曼型(Kaufman-type)离子源产生离子束。当用Ar离子束刻蚀象InGaAs、InP、GaAs、Si和Ge那样的半导体时,这些材料的刻蚀速率随束流密度的增加而线性地增加。当使用CF_4或C_2F_6离子束时看到了相当不同的情况;在大束流密度下,刻蚀速率偏离了与束流密度呈线性的关系。对于以上所有材料,使用Ar的刻蚀迷率高于使用CF_4或C_2F_6的刻蚀造率。然而,对于SiO_2、BaO、LiNbO_3等基片,C_2F_6和CF_4都能给出比Ar好的线性和更高的刻蚀速率。有一些迹象表明,在大束流时,CF_4和C_2F_6造成表面碳积累。在SiO_2、BaO、LiNbO_2和其他氧化物上碳的累织很少,因为晶格中的氧将与碳以CO、CO_2、或COF_2的形式形成挥发物,所以能看到较好的线性关系。我们报导了可以用调节轴向磁场和调节输入的氧气这两种方法来调节Ⅲ-Ⅴ族化合物与束流密度的关系。我们也报导了采用C_2F_6、CF_4、Ar/O_2和Ar等气体时,在光刻胶与半导体材料之间的差异刻蚀速率。指出了用C_2F_6气体时差异刻蚀速率最好。     

光声法研究乙醇的红外多光子离解产物C_2H_4的增长规律

光声光谱技术具有极高的灵敏度,且装置简单,使用方便。我们用它测量了C_2H_2OH在强红外场下的多光子离解产物C_2H_4的增长规律。离解光源为TEA CO_2激光器9P(24)线。光声检测光源为CW CO_2激光器10P(26)线。采用非共振光声池。测到了单个脉冲作用下C_2H_4的产额及随脉冲次数的增长规律,它很好地满足C=C_0(1-e~(-Kt))的单分子反应规律,其中K为增长速率,t为脉冲次数,C为光声信号。并测量了K与C_2H_5OH的气压及脉冲能量的依赖关系。特别测出了在低气压0.5托C_2H_5OH时的单个脉冲辐照后C_2H_4的产额为3.6×10~(14)个分子,K=2.03×10~(-3),一般红外光谱仪已无法测量。工作气压还可降至10毫托。     

双频CO_2激光多光子离解CF_3CHCl_2分离氘

目前,用红外多光子离解原理分离同位素的大多数实验是在单一频率辐照下进行的。由于辐照时所需激光能量密度较高而导致离解选择性下降,激光能量利用率也较低。用两个频率的激光辐照在一定程度上可以克服上述缺点。本文报导对低气压CF_3CDCl_2—CF_3CHCl_2体系进行了单、双频离解的对比实验。经红外定性分析和质谱定量分析,表明采用双频辐照可获较好的离解选择性和较高的同位素浓缩系数。例如单频 CO_2激光离解相同体系所获得的氘一步浓缩系数最高值为1400(1978年,美国劳伦斯·利弗莫尔实验室)。本实验中双频 CO_2激光离解下获得的一步浓缩系数为1600。我们对双频离解选择性较高的物理原因进行了简要的解释。     

脉冲CO_2激光作用下光气在BCl_3中的分解与生成

研究了在聚焦和不聚焦的脉冲CO_2激光作用下BCl_3中光气的分解与生成。不聚焦的脉冲CO_2激光既不引起BCl_3中COCl_2的分解,也不引起混在BCl_3中的CO和Cl_2生成COCl_2,聚焦的脉冲CO_2光能引起光气的分解和生成。讨论了两个过程的机制。可能是在聚焦脉冲作用下BCl_3的高激发态和碎片促使了这两个过程,而BCl_3本身在反应前后没有发生任何变化,这说明它起了一个红外敏化剂的作用。     

单脉冲激光诱导乙烯-氧爆燃反应的研究

本文研究以单脉冲TEACO_2激光诱导乙烯-氧爆燃反应,测定了激光频率、反应气体总压力、C_2H_2和O_2的比例以及金属Pt-Rh及电解银表面对引爆功率阈值的影响.并以红外光谱分析了反应产物.发现当激光选频为00~0～10~10的P(14)支线时,所需的引爆阈值最小.当存在金属表面时阈值明显降低.反应主要产物为C_2H_2、CO、CO_2、H_2O,它们的相对含量与反应气体的总压及氧的相对含量有关.     

反应离子束刻蚀二氧化硅和硅研究

应用CF_4、C_4F_8、CF_3I等反应气体SiO_2、单晶硅进行刻蚀研究.研究了刻蚀速率与离子能量、束流密度、入射角的关系、所得 SiO_2对单晶硅刻蚀选择比分别为 9:1(CF_4)、15:1(C_4F_8).刻蚀后,观察到表面有微量氟碳聚合物,但可用适当方法将氟碳沾污物予以消除.实验表明,C_4F_8反应气体是用于刻蚀SiO_2-Si 系统的较好气体,而CF_3I气体则否. 本文主要报道应用CF_4、C_4F_8在反应离子束刻蚀、镀膜装置(RIBC)中刻蚀SiO_2和Si的实验结果.     

硅和二氧化硅的等离子腐蚀

纯净的HF腐蚀硅和二氧化硅的速率大体上分别是900埃/分和120埃/分。纯净的CF_4腐蚀硅和二氧化硅的速率大体上分别是320埃/分和90埃/分,而C_2F_6的腐蚀速率大体上分别是390埃和385埃/分。辉光放电使HF分解量达5％、CF_4分解量达13％、而C_2F_6分解量可达51％。将CF_4跟HF混合后看不出它们之间有协合作用。CF_4跟HF的比为1:1的混合气体发生辉光放电时其分解量分别为17％和4％。CF_4和HF间的相互作用看来很微弱,其证据是反应生成物CHF_3的量很少。将HF加进C_2F_6中之后,C_2F_6等离子体对硅和二氧化硅的腐蚀速率都有所下降。将C_2F_6跟HF的比为1:4的混合气体进行辉光放电,C_2F_6和HF的分解百分比分别为54％和30％,并且生成CHF_3和CF_4。     

用红外吸收光谱研究激光分离硼同位素的辐照产物

本文描述利用红外多光子吸收分离硼同位素的研究中,用红外光谱测CO_2激光辐照BCl_3和空气的辐照产物时,发现除了BCl_3吸收峰外,还有一系列新的吸收峰,在995cm~(-1)处出现双峰。我们对它们的起因进行了实验探讨,认为这是BCl_3与气体反应池上玻璃活塞所涂的全氟碳油脂,在CO_2激光辐照下,起了激光诱导光化学反应,其光     

横向脉冲化学激光器:大气压下操作的HF激光器

在C_3H_8-He-SF_6混合物中,通过多重横向火花放电产生振动-转动跃迁的HF,在大气压下获得化学激光运转。用C_4F_8、C_2F_6或CF_4代替SF_6,用H_2、CH_4、C_2H_6或C_4H_(10)代替C_3H_8也获得了激光作用,在低压下获得的最大脉冲峰值功率超过0.5兆瓦。在大气压下,其峰值功率是30千瓦数量级。在某些情况下,压力达到1大气压,激光是超辐射。研究了HF的v=3,2,1的振动能级的P-支跃迁。泵浦反应是F RH=HF~ R。     

脉冲CO_2激光作用下光气在BCl_3中的分解与生成

研究了在脉冲能量为0.8焦耳的TEA CO_2激光作用下BCl_3中光气的分解与生成。峰值功率密度约10~6瓦/厘米~2的脉冲CO_2激光,既不引起BCl_3中COCl_2的分解,也不引起BOl_3中的CO和Cl_2生成COCl_2。在焦点区峰值功率密度约10~8瓦/厘米~2的CO_2激光,则引起BOl_3中光气的分解和生成。