Hydrogen reduction of silicon tetrachloride in low temperature non-equilibrium plasma of induction RF discharge

• Published in: Вопросы атомной науки и техники
• Date: 2019
• Main Authors: Deryzemlia, A.N., Yevsiukov, A.I., Radchenko, V.I., Khizhnyak, D.A., Kryshtal, P.G., Zhuravlov, A.Yu., Shijan, A.V., Strigunovskiy, S.V., Pelypets, Yu.A., Shirokov, B.M.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2019
• Subjects: Low temperature plasma and plasma technologies
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/194836
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Hydrogen reduction of silicon tetrachloride in low temperature non-equilibrium plasma of induction RF discharge / A.N. Deryzemlia, A.I. Yevsiukov, V.I. Radchenko, D.A. Khizhnyak, P.G. Kryshtal, A.Yu. Zhuravlov, A.V. Shijan, S.V. Strigunovskiy, Yu.A. Pelypets, B.M. Shirokov // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 1. — С. 222-224. — Бібліогр.: 3 назв. — англ.

In this work, silicon is obtained by plasma-chemical reduction of silicon tetrachloride in an argon-hydrogen low- temperature nonequilibrium plasma. It is shown that in the investigated range of process parameters, the energy cost of producing one kilogram of silicon is in the range of 150…190 kW/h with a silicon yield of ~ 85 %. This cost reduction in the plasma-chemical process is associated with the transfer of electricity directly into the gas-vapor mixture. In addition, carrying out the recovery process under nonequilibrium conditions leads to the formation of atomic hydrogen in the discharge. Отримано кремній шляхом плазмохімічного відновлення тетрахлориду кремнію в аргон-водневій низькотемпературній нерівноважній плазмі. Показано, що в дослідженому диапазоні параметрів процесу енергетичні витрати на отримання одного кілограма кремнію знаходиться в межах 150…190 кВт/ч при виході кремнію ~ 85 %. Таке зниження витрат у плазмохімічному процесі пов'язане з введенням електроенергії безпосередньо в парогазову суміш. Крім того, проведення процесу відновлення в нерівноважних умовах призводить до утворення в розряді атомарного водню. Получен кремний путем плазмохимического восстановления тетрахлорида кремния в аргон-водородной низкотемпературной неравновесной плазме. Показано, что в исследуемом диапазоне параметров процесса энергетические затраты на получение одного килограмма кремния находятся в пределах 150…190 кВт/ч при выходе кремния ~ 85 %. Такое снижение затрат в плазмохимическом процессе связано с введением электроэнергии непосредственно в парогазовую смесь. Кроме того, проведение процесса восстановления в неравновесных условиях приводит к образованию в разряде атомарного водорода.