Zastosowanie metod kwantowych w badaniu ścieżek reakcji w CVD

• Autorzy: Tkacz-Śmiech K. , Jonas S.

Warianty tytułu

EN

Application of quantum methods in studies of pathways in CVD reactions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca podejmuje problem termodynamicznych aspektów reakcji chemicznych, jakie decydują o przebiegu procesów CVD. Opisano sposób wyznaczania parametrów termochemicznych z zastosowaniem metod kwantowych. Przedstawiono teoretyczne podstawy metody obliczeń z uwzględnieniem kluczowego znaczenia funkcji sumy statystycznej. Wskazano przyczynki do energii cząsteczki, które należy uwzględnić w obliczeniach ciepła i energii swobodnej reakcji. Przykładowe obliczenia wykonano z zastosowaniem programu Gaussian03W dla wybranych reakcji o istotnym znaczeniu dla procesów CVD. Pokazano również, że metody kwantowe stanowią efektywne narzędzie w przewidywaniu ścieżek reakcji.

EN

This article concerns thermodynamic aspects of chemical reactions which determine CVD processes. A way of calculation of thermochemical parameters with application of quantum methods is presented. Theoretical basis of computational model are described and key role of partition function is discussed. The contributions to the molecular total energy which are to be included into reaction heat and free energy calculations are indicated. Exemplary results of calculations performed with use of Gaussian03W program for some typical CVD reactions are presented. It is also shown that quantum methods provide effective tool in predicting reaction pathway.

Słowa kluczowe

PL

CVD; reakcje chemiczne; energia swobodna Gibbsa; ciepło reakcji; ciepło tworzenia; ścieżki reakcji; metody ab initio i DFT

EN

CVD; chemical reactions; Gibbs free energy; heat of reaction; heat of formation; reaction pathway; ab initio and DFT methods

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 776--780
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tkacz-Śmiech K.

autor

Jonas S.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie,

Bibliografia

• [1] Xu Y., Yan X.-T.: Chemical Vapour Deposition. An integrated engineering design for advanced materials. Springer, London (2010).
• [2] Jonas S.: Spójny model zjawisk transportu masy i reakcji chemicznych w procesie chemicznej krystalizacji z fazy gazowej. Ceramika 58 (1990) Kraków.
• [3] Kondepudi D.: Introduction to modern thermodynamics. Rozdz. 17. John Wiley & Sons, Ltd. (2008).
• [4] Wang J.-T., Zhang D. W., Shen J.-Y.: Modern thermodynamics in CVD of hard materials. Int. J. Ref. Met. Hard Mat. 19 (2001) 461÷466.
• [5] Piela L.: Idee chemii kwantowej. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa (2003).
• [6] Melius C. F., Allendorf M. D., Colvin M. E.: Quantum chemistry: A review of ab initio methods and their use in predicting thermochemical data for CVD processes. EUROCVD-11 Proceedings, New Jersey (1997) 1÷14.
• [7] Foresman J. B., Frisch A.: Exploring chemistry with electronic structure methods. Gaussian Inc., Pittsburgh (1993).
• [8] Hohenberg P., Kohn W.: Inhomogenous electron gas. Phys. Rev. 136 (1964) B864-B871.
• [9] McQuarrie D. A., Simon J. D.: Molecular thermodynamics. Rozdz. 3, 4, 8. Univ. Sc. Books, Sansalito, California (1999).
• [10] Gaussian 03, Revision C.02. Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H. B., Scuseria G. E., Robb M. A., Cheeseman J. R., Montgomery Jr. J. A., Vreven T., Kudin K. N., Burant J. C., Millam J. M., Iyengar S. S., Tomasi J., Barone V., Mennucci B., Cossi M., Scalmani G., Rega N., Petersson G. A., Nakatsuji H., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Klene M., Li X., Knox J. E., Hratchian H. P., Cross J. B., Bakken V., Adamo C., Jaramillo J., Gomperts R., Stratmann R. E., Yazyev O., Austin A. J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J. W., Ayala P. Y., Morokuma K., Voth G. A., Salvador P., Dannenberg J. J., Zakrzewski V. G., Dapprich S., Daniels A. D., Strain M. C., Farkas O., Malick D. K., Rabuck A. D., Raghavachari K., Foresman J. B., Ortiz J. V., Cui Q., Baboul A. G., Clifford S., Cioslowski J., Stefanov B. B., Liu G., Liashenko A., Piskorz P., Komaromi I., Martin R. L., Fox D. J., Keith T., Al-Laham M. A., Peng C. Y., Nanayakkara A., Challacombe M., Gill P. M. W., Johnson B., Chen W., Wong M. W., Gonzalez C., and Pople J. A. Gaussian, Inc., Wallingford CT (2004).
• [11] Program STANJAN, wartości wg www.timedomaincvd.com.
• [12] Daudel R., Leroy G., Peeters D., Sana M.: Quantum chemistry. Rozdz. 6. John Wiley & Sons, Ltd. (1983).