Μαθηματική προσομοίωση χημικών διεργασιών απόθεσης από ατμό: απόθεση Βολφραμίου σε κατακόρυφο αντιδραστήρα - Κατσούδας, Κυπριανός (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών, 2015)
Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία μελετάται η λειτουργία κατακόρυφου αντι-δραστήρα χημικής απόθεσης από ατμό με ψυχρά τοιχώματα σε συνθήκες χαμηλής πίεσης για την παρασκευή στερεού υμενίου βολφραμίου. Στην πρώτη ενότητα γίνεται αναφορά στους μηχανισμούς της χημικής απόθεσης από ατμό και στα συστήματα αντιδραστήρων που χρησιμοποιούνται σήμερα. Στην δεύτερη ενότητα παρουσιάζονται τα μαθηματικά μοντέλα μεταφοράς και χη-μικής κινητικής για τη διεργασία. Στην τρίτη ενότητα γίνεται περιγραφή της αριθμητικής επίλυσης του μαθηματικού μοντέλου. Γίνεται αναφορά στη διακριτοποίηση της εξίσωσης μεταφοράς, στις επαναληπτι-κές μεθόδους επίλυσης του συστήματος των διακριτοποιημένων εξισώσεων και στις τεχνικές υποχαλάρωσης για την επίτευξη σύγκλισης κατά την επαναληπτική διαδικασία. Στην τέταρτη ενότητα γίνεται αναφορά στο φυσικό πρόβλημα και στον τρόπο προ-σομοίωσής του. Περιγράφεται η γεωμετρία του αντιδραστήρα που εξετάζεται και οι παρά-μετροι λειτουργίας. Για την προσομοίωση χρησιμοποιείται διδιάστατο τοπολογικά καρτε-σιανό οριόδετο πλέγμα αξιοποιώντας τη συμμετρία ως προς τον κατακόρυφο άξονα. Πραγ-ματοποιείται μελέτη ανεξαρτησίας της επίλυσης από πύκνωση του πλέγματος, επιλύοντας το υδροδυναμικό πρόβλημα, από την οποία προκύπτει ότι το πλέγμα 217×1973 θεωρείται κατάλληλο για την εξαγωγή συμπερασμάτων. Στη συνέχεια πραγματοποιούνται προσο-μοιώσεις για χημική απόθεση βολφραμίου (W) από αντίδραση ατμών WF6 και Η2 επάνω σε θερμαινόμενο υπόστρωμα. Για τη διασπορά των αντιδρώντων χρησιμοποιείται καταιονι-στήρας. Εξετάζονται τρεις περιπτώσεις. Στην πρώτη γίνεται χρήση διατομής επτά οπών για τον δίσκο καταιονισμού, στη δεύτερη χρήση διατομής τεσσάρων οπών, και, στην τρίτη χρήση διατομής επτά οπών με ψυχρά τοιχώματα καταιονιστήρα αντί για αδιαβατικά. Τα αποτελέσματα για τις τρεις περιπτώσεις είναι παρόμοια, με τον ρυθμό απόθεσης βολφρα-μίου στο υπόστρωμα να κυμαίνεται στο εύρος 3507-3523 Å/min.