en English is Íslenska

Thesis (Bachelor's)

University of Iceland > Verkfræði- og náttúruvísindasvið > B.S. verkefni - Verkfræði- og náttúruvísindasvið >

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1946/19003

Title: 
  • Negative ion formation through dissociative electron attachment to Germanium tetrachloride
Degree: 
  • Bachelor's
Abstract: 
  • The interaction of low-energy electrons with neutral gaseous molecules can provide important information about various processes observed in atmospheric chemistry, plasma industry, fiber optics and many more. Low-energy electron interaction with molecules is governed by the formation of a transient negative ion (TNI) which is bound to relax subsequently. One of the relaxation pathways leads to the dissociation of the molecule and formation of a negative fragment. This process is termed Dissociative Electron Attachment (DEA) and is the main focus of the present study.
    GeCl4 is used extensively in the production of fiber optic materials as well as in other industries where low-energy electrons can play an important role. As a part of an effort to characterize the interaction of low-energy electrons with the group IV tetrahalides XY4 (X = C, Si, Ge and Y = F, Cl, Br), dissociative electron attachment to GeCl4 in the incident electron energy range from ~0 to 10 eV is presented and discussed in context with previous studies. The Appearance Energy (AE) of contributions in the ion yield is determined by fitting the onset of ion yield curve with functions that reproduce the onset. In this study, two independent fitting functions were used, a Wannier type function and a linear function.
    The observed fragments from the current DEA measurements were GeCl3-, GeCl2-, Cl2- and Cl-. These fragments were formed through three resonances which appeared in the ion yields at ~0, 1.4 and 5-6 eV and have been assigned to A1, T2 and E}symmetries, respectively. The presented measurements provide ion yields with higher resolution than has been obtained before and whereas the results were mostly in agreement with earlier studies, a few features were observed for the first time. In the GeCl3- yield, all three resonances were observed together in one spectra. At 0 eV, the formation of GeCl3- dominates the ion yield due to the high electron affinity of GeCl3-, making it the energetically favorable pathway. However, through the higher energy resonance at 5-6 eV, the formation of Cl- is the preferred pathway. This might be due to increased probability density of the electron around the chlorine atom in the transient negative ion.

  • Abstract is in Icelandic

    Víxlverkun lágorkurafeinda við óhlaðnar sameindir á gasformi gegnir veigamiklu hlutverki á ýmsum sviðum, til að mynda í efnafræði andrúmsloftsins, í rafgösum, við framleiðslu ljósleiðara og á fleiri sviðum. Þessi víxlverkun einkennist af myndun neikvætt hlaðinna jóna (móðurjóna) sem alla jafna eru í örvuðu ástandi og leitast því við að losna við þá umframorku sem þær tók upp í myndunarferlinu. Móðurjónirnar geta aförvast með rofi efnatengja, við það myndast eitt eða fleiri stöðug óhlaðin sameindabrot og eitt stöðugt hlaðið sameindabrot. Þetta ferli nefnist rjúfandi rafeindarálagning (e. Dissociative Electron Attachment; DEA) og er meginviðfangsefni þessarrar ritgerðar.
    Þessi rannsókn er hluti af stærra verkefni sem miðar að því að kortleggja víxlverkun lágorkurafeinda við tetrahalíð frumefna úr IV flokki lotukerfisins XY4 (X = C, Si, Ge og Y = F, Cl, Br). Þessi efni eru mikið notuð í iðnaði og framleiðsluferlum þar sem lágorkurafeindir gegna mikilvægu hlutverki. Í þessarri rannsókn var rjúfandi rafeindarálagning á Germaníum tetraklóríð (GeCl4) á bilinu ~0 til 10 eV skoðuð og niðurstöður ræddar í samhengi við aðrar rannsóknir sem gerðar hafa verið á sama efni. Auk þess var það orkugildi, þar sem fyrst gætir myndunar stöðugrar jónar (e. Appearance Energy), ákvarðað með notkun sniðfalla. Notaðar voru tvær ólíkar gerðir sniðfalla, annarsvegar veldisfall af Wannier gerð og hinsvegar línulegt fall.
    Þau hlöðnu sameindabrot sem mynduðust við rjúfandi rafeindarálagningu á GeCl4 voru GeCl3-, GeCl2-, Cl2- og Cl-. Þessi sameindbrot urðu til við niðurbrot móðurjóna sem mynduðust við ~0, 1.4 og 5-6 eV. Sýnt hefur verið að samhverfu móðurjónanna sé best lýst með ókjúfanlegu framsetningunum A1, T2 og E. Hægt var í þessu verkefni að ákvarða nakvæmar þau orkugildi þar sem þessi sameindabrott myndast og þótt flestar niðurstöður séu í samræmi við fyrri rannsóknir, sáust nokkur einkenni sem ekki hafa sést áður. Til að mynda sást GeCl3- jónin myndast við öll þrjú orkugildin. Auk þess sást Cl- jónin myndast við 0 eV, en möguleiki á myndun hennar við 0 eV hafði áður verið dregin í efa. Við leiðum líkur að því að ríkjandi myndun GeCl3- við ~0 eV sé vegna hárrar rafeindasækni jónarinnar. Hins vegar er ríkjandi myndun Cl- jónarinnar við 5-6 eV líklega sökum þess að við þessa orku er rafeindin staðsett meira í námunda við klóratómið.

Accepted: 
  • Jun 19, 2014
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/19003


Files in This Item:
Filename Size VisibilityDescriptionFormat 
Thesis_BS.pdf1.99 MBOpenHeildartextiPDFView/Open