0

رسوب شیمیایی بخار GaAs

View Categories

رسوب شیمیایی بخار GaAs

43 min read

PDF
رسوب شیمیایی بخار GaAs
معرفی
این مثال مدل سازی یک راکتور برای رسوب بخار شیمیایی (CVD) را نشان می دهد. CVD یک فرآیند مهم برای صنعت الکترونیک است که در آن یک لایه نازک روی یک بستر رشد می‌کند و به مولکول‌ها و قطعات مولکولی اجازه می‌دهد تا روی سطح جذب شوند و واکنش نشان دهند. ترکیب سینتیک واکنش شیمیایی دقیق با مدل‌های انتقال یک راکتور CVD امکان مدل‌سازی واقعی فرآیند رسوب را فراهم می‌کند. چنین شبیه‌سازی‌هایی به نوبه خود تعداد زیادی از آزمایش‌های پرهزینه و زمان‌بر را که معمولاً برای طراحی راکتور مورد نیاز است، به حداقل می‌رسانند.
در فرآیند CVD که در اینجا توضیح داده شد، تری اتیل-گالیوم (Ga(C2H5 ) 3 ) ابتدا به یک فاز گاز تجزیه می شود . محصولات واکنش، همراه با آرسین (AsH 3 )، سپس جذب شده و روی یک بستر واکنش می دهند تا لایه های GaAs را تشکیل دهند. سیستم CVD با استفاده از موازنه مومنتوم، انرژی و جرم شامل توصیف دقیق فاز گاز و سینتیک جذب مدل‌سازی می‌شود ( مرجع 1 ).
این مدل قابلیت استفاده رابط‌های مهندسی واکنش و شیمی را همراه با ویژگی گروه واکنش برگشت‌پذیر برای شبیه‌سازی سیستم‌های واکنش/حمل در راکتورهای به خوبی مخلوط (0D) و وابسته به فضا نشان می‌دهد.
در رابط مهندسی واکنش به راحتی می توانید رفتار گذرا مجموعه های مختلف واکنش ها را در یک سیستم کاملاً مخلوط مطالعه کنید. رابط Chemistry سینتیک واکنش را جمع آوری می کند و پارامترهای انتقال و حرارت را محاسبه می کند، که می تواند به طور یکپارچه با رابط های دیگر همراه شود. در این برنامه، شما همچنین از ویژگی Reversible Reaction Group برای وارد کردن CHEMKIN و سازماندهی سیستم پیچیده واکنش های حجیم و سطحی که در فرآیند CVD دخیل هستند، استفاده می کنید. مدل رآکتور وابسته به فضا برای انتقال جرم، انتقال حرارت، و جریان سیال در راکتور CVD با استفاده از رابط‌های انتقال گونه‌های رقیق‌شده، انتقال حرارت در سیالات، و رابط‌های جریان آرام محاسبه می‌شود.
تعریف مدل
علم شیمی
در این مدل، سینتیک واکنش همراه با بیشتر گونه‌ها انتقال و خواص حرارتی از فایل‌های CHEMKIN با استفاده از ویژگی گروه واکنش‌های برگشت‌پذیر موجود در رابط مهندسی واکنش یا شیمی وارد می‌شوند. فایل سینتیک واکنش CHEMKIN شامل واکنش‌های زیر است که فرآیند CVD را تشکیل می‌دهند.
1
تجزیه فاز گاز Ga( C2H5 ) 3 :
(1)
(2)
(3)
2
واکنش های رادیکال فاز گاز:
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
3
رشد GaAs در سطح توسط جذب گونه های فاز گاز و واکنش متعاقب آن قطعات مولکولی پیوند سطحی. این واکنش های سطحی شامل گونه های Ga و As است. S A و S G نشان دهنده سایت های سطحی هستند که به ترتیب مربوط به پیوندهای آویزان اتم های As یا Ga هستند.
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
4
واکنش های سطحی قطعات کربن و هیدروژن:
(15)
(16)
(17)
(18)
(19)
(20)
5
واکنش های سطحی منجر به رشد GaAs:
(21)
(22)
سرعت واکنش (واحد SI: mol/(m3 · s)) مربوط به شیمی که توضیح داده شد شامل قانون عمل جرم است.
در اینجا، و به ترتیب ثابت نرخ رو به جلو و معکوس را مشخص کنید. غلظت گونه i را c i  نشان می دهند (واحد SI: mol/m 3 ). ضرایب استوکیومتری ν ij نشان داده می شوند و برای واکنش دهنده ها منفی و برای محصولات مثبت تعریف می شوند. وابستگی دمایی نرخ واکنش از طریق عبارات آرنیوس برای ثابت های سرعت گنجانده شده است:
در این معادله، A ضریب فرکانس، T دما (K)، n توان دما، E انرژی فعال سازی (واحد SI: J/mol)، و Rg ثابت گاز ایده آل، 8.314 J/(mol·K) را نشان می دهد . ). ضریب فرکانس بر حسب واحد بیان می شود که α مرتبه واکنش است.
با واردات CHEMKIN، گونه‌های شیمیایی به‌طور خودکار برچسب‌های زیر را تطبیق می‌دهند، جایی که _1(ads) گونه‌های سطحی جذب‌شده را نشان می‌دهد و _Ga_ نشان‌دهنده جذب در مکان‌های گالیوم (Ga) به جای مکان‌های رایج‌تر آرسنیک (As) شکل 1 است .
شکل 1: برچسب گونه های مورد استفاده در مدل.
تحلیل مدل
تجزیه و تحلیل این مراحل را دنبال می کند: ابتدا، مطالعه سینتیک واکنش در یک راکتور دسته ای ایده آل با استفاده از رابط مهندسی واکنش. پس از آن، راه اندازی یک مدل وابسته به فضا با رابط های زیر برای بررسی اثرات تکانه، گرما و انتقال جرم در سیستم:
•
علم شیمی
•
حمل و نقل گونه های رقیق شده
•
انتقال حرارت در سیالات
•
جریان آرام
شکل 2 هندسه مدل راکتور CVD را نشان می دهد. طول راکتور 40  سانتی متر و ارتفاع آن 10  سانتی متر است. در مرکز قرار گرفته است، بستر، 5  سانتی متر عرض و 10 درجه نسبت به موقعیت عمودی کج شده است. گاز در ورودی با سرعت 0.4  متر بر ثانیه و با فشار 4000  Pa وارد راکتور می شود.
شکل 2: حوزه مدل سازی شامل راکتور CVD و سطح زیرلایه است.
نتایج و بحث
همانطور که اشاره شد، اولین مرحله در فرآیند مدل‌سازی، وارد کردن مجموعه کامل واکنش‌های فاز گاز، معادله 1 تا معادله 9 ، برای تجزیه و تحلیل در رابط مهندسی واکنش است. شکل 3 غلظت گونه ها را به عنوان تابعی از زمان در یک راکتور دسته ای کاملا مخلوط که در دمای 900  کلوین نگهداری می شود نشان می دهد.
شکل 3: مجموعه کامل واکنش های فاز گاز شامل واکنش های تجزیه گونه های گالیوم و همچنین واکنش های رادیکال. شیمی در یک راکتور ناپیوسته کاملاً مخلوط که در 900 کلوین نگهداری می شود رخ می دهد. گونه های رادیکال در نمودار نشان داده نشده اند.
به عنوان یک آزمایش، واکنش‌های رادیکالی ارائه شده در رابطه 4 به معادله 9 را از مجموعه واکنش‌های فاز گاز حذف کنید. یک بار دیگر سینتیک واکنش های توصیف کننده تجزیه گونه های گالیوم ( معادله 1 تا معادله 3 ) را در 900  K تجزیه و تحلیل کنید. نتایج در شکل 4 نشان داده شده است .
شکل 4: مجموعه ای کاهش یافته از واکنش های فاز گاز که فقط واکنش های تجزیه گونه های گالیوم را شامل می شود. واکنش ها در یک سیستم کاملاً مخلوط که در 900 کلوین نگهداری می شود رخ می دهد.
کاهش مجموعه واکنش فاز گاز تاثیری بر واکنش های گونه های گالیوم ندارد. با این حال، به استثنای واکنش های رادیکال تأثیر قابل توجهی بر توزیع گونه های کربن دارد. برای مجموعه واکنش کاهش یافته، رادیکال های اتن و اتیل محصولات کربن اصلی هستند. برای مجموعه کامل واکنش محصولات اصلی اتن و متان هستند. گونه های مختلف از نظر جذب سطحی و واکنش ویژگی های متفاوتی دارند. علاوه بر این، غلظت خالص گونه‌های کربن برای مجموعه واکنش کامل بالاتر است. هر دوی این عوامل می توانند به طور قابل توجهی بر رشد لایه های سطحی تأثیر بگذارند. برای اولین مطالعه اثرات هندسی بر روی سیستم واکنش دهنده، می توانید مدل واکنش کاهش یافته را به هندسه واقعی راکتور CVD بیاورید و سپس مشکل وابسته به فضا را حل کنید.
اولین نتایج از مدل وابسته به فضا در زیر نمایش داده شده است. شکل 5 سرعت سیال و شکل 6 توزیع دما در حوزه راکتور را نشان می دهد. مخلوط گاز با سرعت 0.4  متر بر ثانیه و دمای 300  کلوین با بستر در دمای ثابت 900  کلوین وارد راکتور می شود. به تأثیر زیادی که صفحه گرمایش بر روی دما و انبساط ایجاد می کند توجه کنید. مایع این اثر در سرعت متوسط ​​دیده می شود که در پایین دست پس از موقعیت بستر افزایش می یابد.
شکل 5: سرعت فاز گاز در حوزه راکتور.
شکل 6: توزیع دما در حوزه راکتور.
در شکل 7 توزیع غلظت گونه های تری اتیل گالیوم در حوزه راکتور را نشان می دهد، در حالی که شکل 8 نمایه غلظت را در امتداد خط مرکزی راکتور برای تری اتیل-گالیوم همراه با محصول نهایی هیدرید گالیوم نشان می دهد. تری اتیل گالیوم در دمای ورودی ( 300  K) پایدار است و سپس به سرعت در نزدیکی بستر داغ تجزیه می شود.
شکل 7: توزیع غلظت تری اتیل گالیوم در حوزه راکتور.
شکل 8: پروفیل های غلظت تری اتیل گالیوم (خط آبی) و گالیم هیدرید (خط سبز) در امتداد خط مرکزی راکتور.
شکل 9 تغییر غلظت آرسین را در امتداد خط مرکزی راکتور نشان می دهد. این گونه در فاز گاز تجزیه نمی شود. کاهش غلظت در سطح بستر (در مختصات طول 0) به دلیل جذب آرسین در سطح است.
شکل 9: تغییر ترکیب آرسین در امتداد خط مرکزی راکتور. آرسین در سطح بستر، که در مرکز مقیاس طول قرار دارد، جذب می شود.
شکل 10 و شکل 11 تعدادی از ویژگی های انتقال محاسبه شده در گره شیمی را نشان می دهند که با رابط های فیزیکی مدل وابسته به فضا همراه شده اند. شکل 10 میزان انتشار تری اتیل گالیوم (پایین) و آرسین (بالا) را نشان می دهد. شکل 11 هدایت حرارتی گاز حامل هیدروژن را نشان می دهد. همه متغیرها به عنوان تابعی از دما رسم می شوند.
شکل 10: انتشار تری اتیل گالیوم (پایین) و آرسین (بالا) به عنوان تابعی از دما.
شکل 11: هدایت حرارتی گاز حامل هیدروژن.
ارجاع
1. NK Ingle، C. Theodoropoulos، TJ Mountziaris، RM Wexler، و FTJ Smith، “سینتیک واکنش و پدیده های حمل و نقل زیربنایی رسوب بخار شیمیایی متالارگانیک کم فشار GaAs”، J. Crystal Growth ، جلد. 167، صفحات 543-556، 1996.
مسیر کتابخانه برنامه: ماژول_مهندسی_واکنش_شیمیایی/رآکتورهای_با_جرم_و_انتقال_گرما/gaas_cvd
دستورالعمل های مدل سازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی  Model  Wizard کلیک کنید .
مدل جادوگر
1
در پنجره Model  Wizard روی  0D کلیک کنید .
2
در درخت Select  Physics ، Chemical  Species  Transport>Reaction  Engineering  (re) را انتخاب کنید .
3
روی افزودن کلیک کنید .
4
 روی مطالعه کلیک کنید .
5
در درخت انتخاب  مطالعه ، General  Studies>Time  Dependent را انتخاب کنید .
6
 روی Done کلیک کنید .
تعاریف جهانی
پارامترهای مدل را از یک فایل متنی بارگیری کنید.
پارامترهای 1
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Global  Definitions روی Parameters  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید .
3
 روی Load  from  File کلیک کنید .
4
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل gaas_cvd_parameters.txt دوبار کلیک کنید .
25 واکنشی که رسوب بخار GaAs را توصیف می کند در یک فایل سینتیک CHEMKIN موجود است. هر دو واکنش توده ای و سطحی در این فرآیند وجود دارند.
مهندسی واکنش – واکنش‌های فاز گاز، مجموعه کامل (باز)
از گروه واکنش برگشت پذیر برای وارد کردن فایل سینتیک CHEMKIN استفاده کنید .
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1) روی Reaction  Engineering  (re) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مهندسی واکنش ،  Reaction Engineering – Gas Phase Reactions، Full Set (re) را در قسمت نوشتاری Label تایپ کنید .
گروه واکنش برگشت پذیر 1
1
در نوار ابزار Reaction Engineering ، روی  Reversible  Reaction  Group کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه واکنش برگشت پذیر  ، برای گسترش بخش CHEMKIN Import for Kinetics کلیک کنید .
3
کادر بررسی Import  CHEMKIN  data را انتخاب کنید .
4
 روی Browse کلیک کنید .
5
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل gaas_cvd_reaction_kinetics.txt دوبار کلیک کنید .
6
 روی Import کلیک کنید .
گونه جامد وارد شده C را حذف کنید زیرا نه در هیچ واکنشی شرکت می کند و نه رفتاری به عنوان جسم سوم.
گونه: C
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions،  Full  Set  (re)  (دوباره) روی Species:  C کلیک راست کرده و Delete را انتخاب کنید .
گروه 1 گونه
ابتدا واکنش های توده ای را در 900 K بررسی کنید.
1
در پنجره Model  Builder ، Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions،  Full  Set  (re)  (re)>Species  Group  1 node را گسترش دهید ، سپس روی Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions کلیک کنید.  مجموعه کامل  (re) (re) .
2
در پنجره تنظیمات برای مهندسی واکنش  ، بخش تعادل انرژی را پیدا کنید .
3
در قسمت متن T ، 900[K] را تایپ کنید .
واکنش های وارداتی مرتبط با واکنش های سطحی را حذف کنید و واکنش 9 را به درخت سازنده مدل منتقل کنید.
گروه واکنش برگشت پذیر 1
1
در پنجره Model  Builder ، روی Reversible  Reaction  Group  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه واکنش برگشت پذیر  ، بخش CHEMKIN Import for Kinetics را پیدا کنید .
3
کادر بررسی Import  CHEMKIN  data را پاک کنید .
4
برای گسترش بخش Move  Reaction  and  Species کلیک کنید . در قسمت واکنش حرکت  (با عدد ) از متن جدول ، 9 را تایپ کنید .
5
 روی Create  Reaction کلیک کنید .
با کلیک بر روی دکمه Delete واکنش های 10 تا 25 را از جدول Reaction حذف کنید .
واکنش 9 حاوی H2 است که حلال در این فرآیند است. هنگام انتقال واکنش از جدول یک ویژگی جداگانه برای گونه H2 ایجاد می شود. اکنون می توان به آن دسترسی پیدا کرد و به عنوان حلال تنظیم کرد.
گونه: H2
1
در پنجره Model  Builder ، روی Species:  H2 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گونه ها ، بخش Type را پیدا کنید .
3
از لیست، حلال را انتخاب کنید .
مقادیر اولیه 1
در ابتدا، تنها GaC6H15 و H2 در راکتور وجود دارند.
1
در پنجره Model  Builder ، روی مقادیر اولیه  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات مقادیر اولیه  ، قسمت مقادیر اولیه گونه های حجمی را پیدا کنید .
3
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
گونه ها
غلظت (MOL/M^3)
GaC6H15
c_GaC6H15_init
H2
c_H2_init
مطالعه (دوباره)
1
در پنجره Model  Builder ، روی Study  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، Study (re) را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید .
نتایج
غلظت فاز گاز، مجموعه کامل (دوباره)
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی  ، غلظت فاز گاز، مجموعه کامل (re) را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید.
جهانی 1
غلظت گونه هایی که در شکل 3 نشان داده شده اند را انتخاب کنید .
1
در پنجره Model  Builder ، گره Gas  Phase  Concentrations,  Full  Set  (re) را گسترش دهید ، سپس روی Global  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای جهانی ، روی Replace  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions,  Full  Set  (re)>re.c_GaC6H15  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
3
روی Add  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions,  Full  Set  (re)>re.c_GaC4H10  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
4
روی Add  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions,  Full  Set  (re)>re.c_GaC2H6  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
5
روی Add  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions،  Full  Set  (re)>re.c_GaH2  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
6
روی Add  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions،  Full  Set  (re)>re.c_C2H4  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
7
روی Add  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions،  Full  Set  (re)>re.c_C2H5  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
8
روی Add  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions،  Full  Set  (re)>re.c_C2H6  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
9
روی Add  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions،  Full  Set  (re)>re.c_CH4  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
10
برای گسترش بخش Coloring  and  Style کلیک کنید . از لیست Width ، 2 را انتخاب کنید .
11
زیربخش نشانگرهای خط  را پیدا کنید . از لیست نشانگر ، چرخه را انتخاب کنید .
12
از لیست موقعیت یابی ، Interpolated را انتخاب کنید .
13
برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید .
14
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
GaC6H15
GaC4H10
GaC2H6
GaH2
C2H4
C2H5
C2H6
CH4
15
 روی دکمه x-Axis  Log  Scale در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
16
 روی دکمه y-Axis  Log  Scale در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
غلظت فاز گاز، مجموعه کامل (دوباره)
1
در پنجره Model  Builder ، روی Gas  Phase  Concentrations,  Full  Set  (re) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی  ، برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید .
3
از لیست نوع عنوان  ، هیچکدام را انتخاب کنید .
4
قسمت Axis را پیدا کنید . تیک گزینه Manual  axis  limits را انتخاب کنید .
5
در فیلد متن حداقل y ،  1e-8 را تایپ کنید .
6
در قسمت متن حداکثر y ،  1e-1 را تایپ کنید .
7
قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست Layout ، ناحیه محور گراف بیرونی  را انتخاب کنید .
8
از لیست موقعیت ، سمت راست را انتخاب کنید .
9
در نوار ابزار غلظت فاز گاز، مجموعه کامل (re) روی  Plot کلیک کنید .
برای کاهش مدل قبل از شبیه‌سازی فرآیند در یک مدل دو بعدی، بررسی کنید که آیا می‌توان گونه‌ها و واکنش‌های غیر گالیوم را حذف کرد و در عین حال تقریباً همان نتایج را به دست آورد.
برای انجام این کار، ابتدا با حذف واکنش‌های گونه‌های غیرگالیومی از گروه واکنش برگشت‌پذیر، مدل واکنش موجود را اصلاح کنید . سپس تعادل جرم را حل کرده و نتایج را با مدل واکنش کامل مقایسه کنید.
مهندسی واکنش – واکنش‌های فاز گاز، مجموعه کامل (باز) (باز)
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1) روی Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions،  Full  Set  (re)  (re) راست کلیک کرده و Copy را انتخاب کنید .
مهندسی واکنش – واکنش‌های فاز گاز، مجموعه کاهش‌یافته (RE2)
1
در پنجره Model  Builder ، روی Component  1  (comp1) کلیک راست کرده و Paste  Reaction  Engineering را انتخاب کنید .
2
در کادر محاوره‌ای Messages  from  Paste ، روی OK کلیک کنید .
3
در پنجره Model  Builder ، روی Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions,  Full  Set  (re)  1  (re2) کلیک کنید .
4
در پنجره تنظیمات برای مهندسی واکنش  ، Reaction Engineering – Gas Phase Reactions، Reduced Set (re2) را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید.
گروه واکنش برگشت پذیر 1
با کلیک بر روی دکمه Delete واکنش های 4 تا 8 را از جدول Reaction حذف کنید .
1: 2H+H2=>2H2
1
در پنجره Model  Builder ، گره Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions,  Reduced  Set  (re2)  (re2) را گسترش دهید .
2
روی 1:  2H+H2=>2H2 راست کلیک کرده و Disable را انتخاب کنید .
اضافه کردن مطالعه
1
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Study کلیک کنید تا پنجره Add  Study باز شود .
2
به پنجره Add  Study بروید .
3
رابط های فیزیک را  در زیربخش مطالعه بیابید . در جدول، کادر حل را برای Reaction Engineering – Gas Phase Reactions، Full Set (re) (re) پاک کنید .
4
زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت انتخاب  مطالعه ، General  Studies>Time  Dependent را انتخاب کنید .
5
روی Add  Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
6
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Study کلیک کنید تا پنجره Add  Study بسته شود .
مطالعه (RE2)
1
در پنجره Model  Builder ، روی Study  2 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، Study (re2) را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید .
نتایج
غلظت فاز گاز، مجموعه کاهش یافته (re2)
غلظت گونه هایی که در شکل 4 نشان داده شده اند را انتخاب کنید .
1
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی  ، غلظت فاز گاز، مجموعه کاهش یافته (re2) را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید.
جهانی 1
1
در پنجره Model  Builder ، گره Gas  Phase  Concentrations,  Reduced  Set  (re2) را گسترش دهید ، سپس روی Global  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای جهانی ، روی Replace  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions,  Reduced  Set  (re2)> re2.c_GaC6H15  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
3
روی Add  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions,  Reduced  Set  (re2)>re2.c_GaC4H10  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
4
روی Add  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions،  Reduced  Set  (re2)>re2.c_GaC2H6  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
5
روی Add  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions,  Reduced  Set  (re2)>re2.c_GaH2  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
6
روی Add  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions,  Reduced  Set  (re2)>re2.c_C2H4  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
7
روی Add  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  1  (comp1)> Reaction  Engineering  –  Gas  Phase  Reactions,  Reduced  Set  (re2)>re2.c_C2H5  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
8
قسمت Coloring  and  Style را پیدا کنید . از لیست Width ، 2 را انتخاب کنید .
9
زیربخش نشانگرهای خط  را پیدا کنید . از لیست نشانگر ، چرخه را انتخاب کنید .
10
از لیست موقعیت یابی ، Interpolated را انتخاب کنید .
11
قسمت Legends را پیدا کنید . از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید .
12
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
GaC6H15
GaC4H10
GaC2H6
GaH2
C2H4
C2H5
13
 روی دکمه x-Axis  Log  Scale در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
14
 روی دکمه y-Axis  Log  Scale در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
غلظت فاز گاز، مجموعه کاهش یافته (re2)
1
در پنجره Model  Builder ، روی Gas  Phase  Concentrations,  Reduced  Set  (re2) کلیک کنید .
2
در پنجره Settings for 1D  Plot  Group ، قسمت Title را پیدا کنید .
3
از لیست نوع عنوان  ، هیچکدام را انتخاب کنید .
4
قسمت Axis را پیدا کنید . تیک گزینه Manual  axis  limits را انتخاب کنید .
5
در فیلد متن حداقل y ،  1e-8 را تایپ کنید .
6
در قسمت متن حداکثر y ،  1e-1 را تایپ کنید .
7
قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست Layout ، ناحیه محور گراف بیرونی  را انتخاب کنید .
8
از لیست موقعیت ، سمت راست را انتخاب کنید .
9
در نوار ابزار غلظت فاز گاز، مجموعه کاهش یافته (re2) ، روی  Plot کلیک کنید .
مقایسه شکل 3 و شکل 4 نشان می دهد که واکنش های مربوط به گالیوم تقریباً یکسان باقی می مانند. این بدان معناست که می‌توانید یک مدل CVD وابسته به فضا را بر اساس مدل کاهش‌یافته به جای مدلی که همه گونه‌های فله را در بر می‌گیرد، راه‌اندازی کنید.
به سراغ مدل وابسته به فضا بروید. این مدل CVD به صورت دو بعدی است و شما با استفاده از رابط Chemistry و ویژگی Reversible Reaction Group واکنش های لازم را تنظیم می کنید . انتقال جرم، انتقال حرارت، و جریان سیال به ترتیب با رابط های انتقال گونه های رقیق شده ، انتقال حرارت در سیالات و جریان آرام در نظر گرفته می شوند.
افزودن کامپوننت
روی Results>Gas  Phase  Concentrations،  Reduced  Set  (re2) کلیک راست کرده و Add  Component>2D را انتخاب کنید .
ابتدا هندسه دو بعدی را رسم کنید.
هندسه 1
مستطیل 1 (r1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size  and  Shape را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Width ، 0.4 را تایپ کنید .
4
در قسمت متن ارتفاع ، 0.1 را تایپ کنید .
5
قسمت Position را پیدا کنید . از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید .
6
 روی Build  Selected کلیک کنید .
مستطیل 2 (r2)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Position را پیدا کنید .
3
در قسمت متن y ، -0.025 را تایپ کنید .
4
قسمت Size  and  Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Width ، 1e-3 را تایپ کنید .
5
در قسمت متن ارتفاع ، 0.05 را تایپ کنید .
6
قسمت Rotation  Angle را پیدا کنید . در قسمت متن چرخش ، -10 را تایپ کنید .
7
 روی Build  Selected کلیک کنید .
تفاوت 1 (dif1)
1
در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans  and  Partitions کلیک کنید و Difference را انتخاب کنید .
2
فقط شی r1 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش تفاوت را پیدا کنید .
4
زیربخش اشیاء  برای  افزودن را پیدا کنید . برای پاک کردن دکمه  فعالسازی  انتخاب کلیک کنید.
5
زیربخش اشیاء را  برای  تفریق پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن  انتخاب کلیک کنید .
6
فقط شی r2 را انتخاب کنید.
فرم اتحادیه (فین)
در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن  همه کلیک کنید .
رابط Chemistry و ویژگی Reversible Reaction Group را برای تنظیم تمام سینتیک های واکنش لازم و تعریف برخی پارامترهای گونه انتخاب کنید .
فیزیک را اضافه کنید
1
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Physics کلیک کنید تا پنجره Add  Physics باز شود .
2
به پنجره Add  Physics بروید .
3
در درخت، Chemical  Species  Transport> Chemistry  (chem) را انتخاب کنید .
4
روی Add  to  Component  2 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
5
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Physics کلیک کنید تا پنجره Add  Physics بسته شود .
شیمی (شیمی)
گروه واکنش برگشت پذیر 1
1
روی Component  2  (comp2)> Chemistry  (chem) کلیک راست کرده و Reversible  Reaction  Group را انتخاب کنید .
علاوه بر واردات CHEMKIN از سینتیک واکنش، همچنین از واردات CHEMKIN از خواص حمل و نقل و حرارتی استفاده کنید. به این ترتیب، چندین ویژگی حرارتی و انتقالی موجود در رابط شیمی را می توان در سایر رابط ها استفاده کرد.
2
در پنجره تنظیمات برای گروه واکنش برگشت پذیر  ، برای گسترش بخش CHEMKIN Import for Kinetics کلیک کنید .
3
کادر بررسی Import  CHEMKIN  data را انتخاب کنید .
4
 روی Browse کلیک کنید .
5
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل gaas_cvd_reaction_kinetics.txt دوبار کلیک کنید .
6
 روی Import کلیک کنید .
گونه: C
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2)> Chemistry  (chem) روی Species:  C راست کلیک کرده و Delete را انتخاب کنید .
2
در پنجره Model  Builder ، روی Chemistry  (chem) کلیک کنید .
3
در پنجره تنظیمات برای شیمی ، روی قسمت Calculate  Transport  Properties کلیک کنید .
گروه 1 گونه
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2)> Chemistry  (chem) روی Species  Group  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه گونه‌ها  ، برای گسترش بخش CHEMKIN کلیک کنید .
3
 روی Browse کلیک کنید .
4
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل gaas_cvd_transp.txt دوبار کلیک کنید .
5
 روی Import کلیک کنید .
ترمودینامیک گونه ها 1
1
در پنجره Model  Builder ، گره Species  Group  1 را گسترش دهید ، سپس روی Species  Thermodynamics  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای ترمودینامیک گونه‌ها  ، برای گسترش بخش CHEMKIN Import for Thermodynamic Data کلیک کنید .
3
 روی Browse کلیک کنید .
4
به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل gaas_cvd_thermo.txt دوبار کلیک کنید .
5
 روی Import کلیک کنید .
واکنش‌های توده‌ای را که در بررسی مدل 0D سیستم اضافی در نظر گرفته می‌شد، حذف کنید.
گروه واکنش برگشت پذیر 1
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2)> Chemistry  (chem) روی Reversible  Reaction  Group  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه واکنش برگشت پذیر  ، بخش CHEMKIN Import for Kinetics را پیدا کنید .
3
کادر بررسی Import  CHEMKIN  data را پاک کنید .
با کلیک بر روی دکمه Delete واکنش های 4 تا 8 را از جدول Reaction حذف کنید .
حرکت واکنش های حاوی گونه های سطحی را به درخت سازنده مدل ادامه دهید. این امکان دسترسی به تمام گونه های سطحی را فراهم می کند. علاوه بر این، همین کار را با واکنش هیدروژن انجام دهید (واکنش 17).
4
برای گسترش بخش Move  Reaction  and  Species کلیک کنید . در قسمت واکنش حرکت  (با عدد ) از متن جدول ، 9 را تایپ کنید .
5
 روی Create  Reaction کلیک کنید .
این کار را با واکنش های 10 تا 25 تکرار کنید.
واکنش 17 ( Ga_1(ads)+As_Ga_1(ads)=>GaAs ) را غیرفعال کنید و H2 را به عنوان حلال انتخاب کنید.
17: سطح: Ga_1(ads)+As_Ga_1(ads)=>GaAs
در پنجره Model  Builder ، روی 17 کلیک راست کنید :  سطح:  Ga_1(ads)+As_Ga_1(ads)=>GaAs و Disable را انتخاب کنید .
گونه: H2
1
در پنجره Model  Builder ، روی Species:  H2 کلیک راست کرده و Enable را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گونه ها ، بخش Type را پیدا کنید .
3
از لیست، حلال را انتخاب کنید .
غلظت گونه های سطحی ثابت در نظر گرفته می شود. برای توضیح این موضوع، غلظت ها را برای آنها قفل کنید.
گونه: GaAs
1
در پنجره Model  Builder ، روی Species:  GaAs کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گونه ها ، برای گسترش بخش Constant  Concentration/Activity کلیک کنید .
3
کادر کنترل  تمرکز/فعالیت  ثابت را انتخاب کنید .
همان عملیات قفل را برای GaC2H5_1_surf ، GaC2H6_1_surf ، Ga_1_surf ، As_Ga_1_surf ، C2H5_1_surf ، C2H5_Ga_1_surf ، H_1_surf ، و H_Ga_1_surf تکرار کنید .
4
در پنجره Model  Builder ، گره Chemistry  (chem) را جمع کنید .
جزء 2 (COMP2)
برای مدل سازی حمل و نقل انبوه گونه های فله رقیق شده در حلال، رابط حمل و نقل گونه های رقیق شده را اضافه کنید . در صورت وجود، از پارامترهای انتقال از رابط Chemistry استفاده کنید . علاوه بر این، گزینه فیزیک پیشرفته را نشان دهید . این برای انتخاب شکل محافظه کارانه برای عبارت همرفتی در رابط انتقال جرم مورد نیاز است. فرم محافظه کارانه باید برای سیستم هایی از جمله همرفت و تغییرات غیر قابل چشم پوشی در چگالی استفاده شود.
فیزیک را اضافه کنید
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Add  Physics کلیک کنید تا پنجره Add  Physics باز شود .
2
به پنجره Add  Physics بروید .
3
در درخت، Chemical  Species  Transport>Transport  of  Diluted  Species  (tds) را انتخاب کنید .
4
روی Add  to  Component  2 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
5
در نوار ابزار Physics ، روی  Add  Physics کلیک کنید تا پنجره Add  Physics بسته شود .
6
 روی دکمه Show  More  Options در نوار ابزار Model Builder کلیک کنید .
7
در کادر محاوره‌ای Show  More  Options ، Physics>Advanced  Physics  Options را در درخت انتخاب کنید.
8
در درخت، کادر را برای گره Physics>Advanced  Physics  Options انتخاب کنید .
9
روی OK کلیک کنید .
حمل و نقل گونه های رقیق شده (TDS)
1
در پنجره تنظیمات برای حمل و نقل  گونه های رقیق  شده  ، برای گسترش بخش تنظیمات پیشرفته کلیک کنید .
2
از فهرست اصطلاح Convective  ، Conservative form را انتخاب کنید .
3
برای گسترش بخش Dependent  Variables کلیک کنید . در قسمت متنی Number  of  species ، 8 را تایپ کنید .
4
در جدول غلظت ، تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
cGaC4H10
cC2H5
cH
cC2H4
casH3
cGaH2
cGaC2H6
cGaC6H15
غلظت های ثابت (قفل شده) را در گره اصلی رابط Chemistry تنظیم کنید.
شیمی (شیمی)
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2) روی Chemistry  (chem) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای شیمی ، بخش تطبیق گونه ها  را پیدا کنید .
3
از لیست گونه های  حل شده  ، گزینه Transport of Diluted Species را انتخاب کنید .
4
زیربخش Bulk  species را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
گونه ها
تایپ کنید
غلظت مولی
مقدار (MOL/M^3)
AsH3
متغیر
casH3
حل شده برای
C2H4
متغیر
cC2H4
حل شده برای
C2H5
متغیر
cC2H5
حل شده برای
GaAs
ثابت
تعریف شده توسط کاربر
0
GaC2H6
متغیر
cGaC2H6
حل شده برای
GaC4H10
متغیر
cGaC4H10
حل شده برای
GaC6H15
متغیر
cGaC6H15
حل شده برای
GaH2
متغیر
cGaH2
حل شده برای
اچ
متغیر
cH
حل شده برای
H2
حلال
تعریف شده توسط کاربر
c_H2_init
5
زیربخش Surface  species را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
گونه ها
نوع غلظت گونه
غلظت سطحی (MOL/M^2)
As_Ga_1 (تبلیغات)
ثابت
ج_آسورف_گا
C2H5_1 (تبلیغات)
ثابت
c_C2H5surf
C2H5_Ga_1(تبلیغات)
ثابت
c_C2H5surf_Ga
GaC2H5_1 (تبلیغات)
ثابت
c_GaC2H5surf
GaC2H6_1 (تبلیغات)
ثابت
0
Ga_1 (تبلیغات)
ثابت
c_Gasurf
H_1 (تبلیغات)
ثابت
c_Hsurf
H_Ga_1(تبلیغات)
ثابت
c_Hsurf_Ga
حمل و نقل گونه های رقیق شده (TDS)
ویژگی های حمل و نقل 1
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2)>Transport  of  Diluted  Species  (tds) روی Transport  Properties  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای ویژگی های حمل و نقل  ، بخش Diffusion را پیدا کنید .
3
از فهرست منبع ، Chemistry را انتخاب کنید .
4
از لیست D cGaC4H10 ، ضریب انتشار  ، GaC4H10 در H2 (حلال) (شیمی) را انتخاب کنید .
5
از لیست D cC2H5 ، ضریب انتشار  ، C2H5 در H2 (حلال) (شیمی) را انتخاب کنید .
6
از لیست D cH ، ضریب انتشار  ، H در H2 (حلال) (شیمی) را انتخاب کنید .
7
از لیست D cC2H4 ، ضریب انتشار  ، C2H4 در H2 (حلال) (شیمی) را انتخاب کنید .
8
از لیست D cAsH3 ، ضریب انتشار  ، AsH3 در H2 (حلال) (شیمی) را انتخاب کنید .
9
از لیست D cGaH2 ، ضریب انتشار  ، GaH2 در H2 (حلال) (شیمی) را انتخاب کنید .
10
از لیست D cGaC2H6 ، ضریب انتشار  ، GaC2H6 در H2 (حلال) (شیمی) را انتخاب کنید .
11
از لیست D cGaC6H15 ، ضریب انتشار  ، GaC6H15 در H2 (حلال) (شیمی) را انتخاب کنید .
واکنش ها 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Reactions را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای واکنش‌ها ، قسمت انتخاب دامنه  را پیدا کنید .
3
از لیست انتخاب ، همه  دامنه ها را انتخاب کنید .
4
قسمت Reaction  Rates را پیدا کنید . از لیست R cGaC4H10 ، نرخ واکنش را  برای گونه GaC4H10 (شیمی) انتخاب کنید .
5
از لیست R cC2H5 ، نرخ واکنش را  برای گونه های C2H5 (شیمی) انتخاب کنید .
6
از لیست R cH ، نرخ واکنش را  برای گونه H (شیمی) انتخاب کنید .
7
از لیست R cC2H4 ، نرخ واکنش  برای گونه های C2H4 (شیمی) را انتخاب کنید .
8
از لیست R cAsH3 ، نرخ واکنش  برای گونه AsH3 (شیمی) را انتخاب کنید .
9
از لیست R cGaH2 ، نرخ واکنش را  برای گونه GaH2 (شیمی) انتخاب کنید .
10
از لیست R cGaC2H6 ، نرخ واکنش را  برای گونه GaC2H6 (شیمی) انتخاب کنید .
11
از لیست R cGaC6H15 ، نرخ واکنش را  برای گونه GaC6H15 (شیمی) انتخاب کنید .
واکنش های سطحی 1
یک ویژگی Surface Reactions ایجاد کنید و آن را در سطح زیرلایه اعمال کنید. سپس سرعت واکنش سطحی را برای مدل سازی رسوب روی بستر تجویز کنید.
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Surface  Reactions را انتخاب کنید .
2
فقط مرزهای 4-7 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای Surface  Reactions ، بخش Surface  Reaction  Rate را پیدا کنید .
4
از لیست J 0,cGaC4H10 ، سرعت واکنش سطحی را  برای گونه GaC4H10 (شیمی) انتخاب کنید .
5
از لیست J 0,cC2H5 ، سرعت واکنش سطحی را  برای گونه های C2H5 (شیمی) انتخاب کنید .
6
از لیست J 0,cH ، سرعت واکنش سطحی را  برای گونه H (شیمی) انتخاب کنید .
7
از لیست J 0,cC2H4 ، سرعت واکنش سطحی را  برای گونه های C2H4 (شیمی) انتخاب کنید .
8
از لیست J 0,cAsH3 ، سرعت واکنش سطحی را  برای گونه AsH3 (شیمی) انتخاب کنید .
9
از لیست J 0,cGaH2 ، سرعت واکنش سطحی را  برای گونه GaH2 (شیمی) انتخاب کنید .
10
از لیست J 0,cGaC2H6 ، سرعت واکنش سطحی را  برای گونه GaC2H6 (شیمی) انتخاب کنید .
11
از لیست J 0,cGaC6H15 ، سرعت واکنش سطحی را  برای گونه GaC6H15 (شیمی) انتخاب کنید .
جریان 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Inflow را انتخاب کنید .
2
فقط مرز 1 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای Inflow ، بخش Concentration را پیدا کنید .
4
در قسمت متنی c 0,cAsH3 ، c_AsH3_in را تایپ کنید .
5
در قسمت متنی c 0,cGaC6H15 ، c_GaC6H15_in را تایپ کنید .
خروجی 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Outflow را انتخاب کنید .
2
فقط مرز 8 را انتخاب کنید.
مقادیر اولیه 1
1
در پنجره Model  Builder ، روی مقادیر اولیه  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مقادیر اولیه  ، قسمت مقادیر اولیه را پیدا کنید .
3
در قسمت متنی cAsH 3 ، c_AsH3_in را تایپ کنید .
4
در قسمت نوشتاری cGaC 6 H 15 ، c_GaC6H15_in را تایپ کنید .
جزء 2 (COMP2)
برای مدلسازی انتقال حرارت و تولید گرما در راکتور، یک رابط انتقال حرارت در سیالات اضافه کنید. در صورت وجود، از پارامترهای حرارتی از رابط Chemistry استفاده کنید .
فیزیک را اضافه کنید
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Add  Physics کلیک کنید تا پنجره Add  Physics باز شود .
2
به پنجره Add  Physics بروید .
3
در درخت، Heat  Transfer>Heat  Transfer  in  Fluids  (ht) را انتخاب کنید .
4
روی Add  to  Component  2 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
5
در نوار ابزار Physics ، روی  Add  Physics کلیک کنید تا پنجره Add  Physics بسته شود .
انتقال حرارت در سیالات (HT)
مایع 1
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2)>Heat  Transfer  in  Fluids  (ht) روی Fluid  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای سیال ، بخش رسانایی گرما  ،  سیال را پیدا کنید .
3
از لیست k ، هدایت حرارتی  (شیمی) را انتخاب کنید .
4
قسمت Thermodynamics,  Fluid را پیدا کنید . از لیست نوع سیال  ، گاز/مایع را انتخاب کنید .
5
از لیست ρ ، تراکم  (شیمی) را انتخاب کنید .
6
از لیست C p ، ظرفیت گرمایی  در فشار ثابت (شیمی) را انتخاب کنید .
7
از لیست γ ، User  defined را انتخاب کنید .
منبع حرارت 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و منبع حرارت  را انتخاب کنید .
2
فقط دامنه 1 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای منبع گرما  ، بخش منبع گرما را پیدا کنید .
4
از لیست Q 0 ، منبع حرارتی  واکنش ها (شیمی) را انتخاب کنید .
دما 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Temperature را انتخاب کنید .
2
فقط مرزهای 1-3 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات دما ، قسمت دما را بیابید .
4
در قسمت متنی T 0 ، T_in را تایپ کنید .
دما 2
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Temperature را انتخاب کنید .
2
فقط مرزهای 4-7 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات دما ، قسمت دما را بیابید .
4
در قسمت متن T 0 ، T_surf را تایپ کنید .
خروجی 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Outflow را انتخاب کنید .
2
فقط مرز 8 را انتخاب کنید.
مقادیر اولیه 1
1
در پنجره Model  Builder ، روی مقادیر اولیه  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مقادیر اولیه  ، قسمت مقادیر اولیه را پیدا کنید .
3
در قسمت متن T ، T_in را تایپ کنید .
جزء 2 (COMP2)
برای مدلسازی جریان سیال یک رابط جریان لایه ای اضافه کنید. در صورت وجود، از پارامترهای سیال از رابط Chemistry استفاده کنید .
فیزیک را اضافه کنید
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Add  Physics کلیک کنید تا پنجره Add  Physics باز شود .
2
به پنجره Add  Physics بروید .
3
در درخت، Fluid  Flow>Single-Phase  Flow>Laminar  Flow  (spf) را انتخاب کنید .
4
روی Add  to  Component  2 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
5
در نوار ابزار Physics ، روی  Add  Physics کلیک کنید تا پنجره Add  Physics بسته شود .
جریان آرام (SPF)
1
در پنجره تنظیمات برای جریان آرام بخش  Physical Model را پیدا کنید .
2
از لیست تراکم پذیری ، جریان تراکم پذیر  (Ma<0.3) را انتخاب کنید .
3
در قسمت متن p ref ، 0[atm] را تایپ کنید .
خواص سیالات 1
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2)> Laminar  Flow  (spf) روی Fluid  Properties  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای ویژگی‌های سیال  ، قسمت ویژگی‌های سیال را پیدا کنید .
3
از لیست ρ ، تراکم  (شیمی) را انتخاب کنید .
4
از لیست μ ، ویسکوزیته دینامیکی  (شیمی) را انتخاب کنید .
ورودی 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Inlet را انتخاب کنید .
2
فقط مرز 1 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات برای ورودی ، بخش Boundary  Condition را پیدا کنید .
4
از لیست، جریان کاملاً  توسعه یافته  را انتخاب کنید .
5
قسمت Fully  Developed  Flow را پیدا کنید . در قسمت متن U av ، u_in را تایپ کنید .
خروجی 1
1
در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Outlet را انتخاب کنید .
2
فقط مرز 8 را انتخاب کنید.
3
در پنجره تنظیمات خروجی ، بخش شرایط فشار  را پیدا کنید .
4
در قسمت متنی p 0 ، p_0 را تایپ کنید .
5
چک باکس Normal  flow را انتخاب کنید .
مقادیر اولیه 1
1
در پنجره Model  Builder ، روی مقادیر اولیه  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مقادیر اولیه  ، قسمت مقادیر اولیه را پیدا کنید .
3
در قسمت متن p ، p_0 را تایپ کنید .
شیمی (شیمی)
راه اندازی مدل وابسته به فضا را با جفت کردن رابط ها به پایان برسانید.
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2) روی Chemistry  (chem) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای شیمی ، بخش ورودی مدل  را پیدا کنید .
3
از لیست T ، دما  (ht) را انتخاب کنید .
4
از لیست p ، فشار مطلق  (spf) را انتخاب کنید .
چگالی را بسته به فشار و دما تنظیم کنید.
5
قسمت Mixture  Properties را پیدا کنید . از لیست تراکم ، User  defined را انتخاب کنید .
6
در قسمت متن ρ ، chem.p/R_const/chem.T*chem.M_H2 را تایپ کنید .
چند فیزیک
جریان غیر گرمایی 1 (nitf1)
در نوار ابزار Physics ، روی  Multiphysics  Couplings کلیک کنید و Domain>Nonisothermal  Flow را انتخاب کنید .
جریان واکنش، گونه رقیق شده 1 (rfd1)
در نوار ابزار Physics ، روی  Multiphysics  Couplings کلیک کنید و Domain>Reacting  Flow،  Diluted  Species را انتخاب کنید .
مش 1
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  2  (comp2) روی Mesh  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات مش ، قسمت Physics-Controlled  Mesh را پیدا کنید .
3
از فهرست اندازه عنصر  ، Finer را انتخاب کنید .
4
 روی ساخت  همه کلیک کنید .
مطالعه (دوباره)
مرحله 1: وابسته به زمان
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Study  (re) روی Step  1:  Time  Dependent کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات مربوط به زمان  وابسته ، قسمت Physics  and  Variables  Selection را پیدا کنید .
3
در جدول، کادرهای حل را برای مهندسی واکنش –  واکنش‌های فاز گاز، مجموعه کاهش‌یافته ( re2 ) (re2) ، شیمی (شیمی) ، انتقال گونه‌های رقیق‌شده (tds) و انتقال حرارت در سیالات ( ht) پاک کنید .
ریشه
با انتخاب نوع مطالعه Stationary مدل را برای شرایط ساکن حل کنید .
اضافه کردن مطالعه
1
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Study کلیک کنید تا پنجره Add  Study باز شود .
2
به پنجره Add  Study بروید .
3
رابط های فیزیک را  در زیربخش مطالعه بیابید . در جدول، کادرهای حل را برای Reaction Engineering – Gas Phase Reactions، Full Set (re) (re) و Reaction Engineering – Gas Phase Reactions، Reduced Set (re2) (re2) را پاک کنید .
4
زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت انتخاب  مطالعه ، General  Studies>Stationary را انتخاب کنید .
5
روی Add  Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
6
در نوار ابزار Home ، روی  Add  Study کلیک کنید تا پنجره Add  Study بسته شود .
مطالعه مدل دو بعدی
1
در پنجره Model  Builder ، روی Study  3 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، Study 2D Model را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید .
نتایج
سرعت (spf)
برای ایجاد شکل 5 ، مراحل زیر را دنبال کنید:
1
در پنجره Model  Builder ، در قسمت Results روی Velocity  (spf) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح دو بعدی  ، قسمت Color Legend را پیدا کنید .
3
از لیست موقعیت ، پایین را انتخاب کنید .
4
در نوار ابزار Velocity (spf) ، روی  Plot کلیک کنید .
5
 روی دکمه Zoom  Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
دما (ht)
برای بازتولید شکل 6 ، موارد زیر را انجام دهید:
1
در پنجره Model  Builder ، روی دما  (ht) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح دو بعدی  ، قسمت Color Legend را پیدا کنید .
3
از لیست موقعیت ، پایین را انتخاب کنید .
4
در نوار ابزار دما (ht) ، روی  Plot کلیک کنید .
5
 روی دکمه Zoom  Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
غلظت، GaC6H15 (tds)
می توانید شکل 7 را به صورت زیر بازتولید کنید:
1
در پنجره Model  Builder ، روی Concentration،  GaC6H15  (tds) کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح دو بعدی  ، قسمت Color Legend را پیدا کنید .
3
از لیست موقعیت ، پایین را انتخاب کنید .
ساده 1
1
در پنجره Model  Builder ، گره Concentration,  GaC6H15  (tds) را گسترش دهید ، سپس روی Streamline  1 کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Streamline ، بخش Streamline  Positioning را پیدا کنید .
3
از لیست موقعیت یابی ، روی  مرزهای انتخاب شده  را انتخاب کنید .
4
در قسمت متن شماره ، 10 را تایپ کنید .
5
قسمت Selection را پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن  انتخاب کلیک کنید .
6
فقط مرز 1 را انتخاب کنید.
7
 روی دکمه Zoom  Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
8
در نوار ابزار Concentration, GaC6H15 (tds) ، روی  Plot کلیک کنید .
تغییرات فشار در این مدل کم است. برای وضوح، فشار نسبی را به جای فشار کل رسم کنید.
کانتور
1
در پنجره Model  Builder ، گره Results>Pressure  (spf) را گسترش دهید ، سپس روی Contour کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Contour ، بخش Expression را پیدا کنید .
3
در قسمت متن Expression ، p-p_0 را تایپ کنید .
4
در نوار ابزار فشار (spf) ، روی  Plot کلیک کنید .
برای تولید ارقام باقیمانده، نشان دادن نتایج مختلف در امتداد خط مرکزی راکتور، از مجموعه داده‌های Cut Line 2D استفاده کنید .
Cut Line 2D 1
1
در نوار ابزار نتایج ، بر روی  Cut  Line  2D کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای Cut  Line  2D ، بخش Line  Data را پیدا کنید .
3
در ردیف  1 ، x را روی -0.2 تنظیم کنید .
4
در ردیف  2 ، x را روی 0.2 قرار دهید .
5
 روی Plot کلیک کنید .
پروفیل های غلظت GaC6H15 و GaH2
1
در نوار ابزار نتایج ، روی  1D  Plot  Group کلیک کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی  ، نمایه های تمرکز GaC6H15 و GaH2 را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
3
قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، Cut  Line  2D  1 را انتخاب کنید .
4
قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، سمت راست بالا  را انتخاب کنید .
GaC6H15
1
روی Concentration  Profiles  GaC6H15  و  GaH2 کلیک راست کرده و Line  Graph را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای نمودار خط  ، GaC6H15 را در قسمت متن برچسب تایپ کنید .
3
روی Replace  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  2  (comp2)>Transport  of  Diluted  Species>Species  cGaC6H15>cGaC6H15  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
4
روی Replace  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش x-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  2  (comp2)>Geometry>Coordinate>x  –  x-coordinate را انتخاب کنید .
5
برای گسترش بخش Coloring  and  Style کلیک کنید . از لیست Width ، 2 را انتخاب کنید .
6
برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . تیک Show  legends را انتخاب کنید .
7
از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید .
8
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
GaC6H15
GaH2
1
در پنجره Model  Builder ، روی Concentration  Profiles  GaC6H15  و  GaH2 کلیک راست کرده و Line  Graph را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای نمودار خط  ، GaH2 را در قسمت متن برچسب تایپ کنید .
3
روی Replace  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  2  (comp2)>Transport  of  Diluted  Species>Species  cGaH2>cGaH2  –  Concentration  –  mol/m³ را انتخاب کنید .
4
روی Replace  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش x-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  2  (comp2)>Geometry>Coordinate>x  –  x-coordinate را انتخاب کنید .
5
قسمت Legends را پیدا کنید . تیک Show  legends را انتخاب کنید .
6
از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید .
7
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
GaH2
پروفیل های غلظت GaC6H15 و GaH2
1
در پنجره Model  Builder ، روی Concentration  Profiles  GaC6H15  and  GaH2 کلیک کنید .
2
در پنجره Settings for 1D  Plot  Group ، قسمت Title را پیدا کنید .
3
از لیست نوع عنوان  ، هیچکدام را انتخاب کنید .
4
در نوار ابزار Concentration Profiles GaC6H15 و GaH2 ، روی  Plot کلیک کنید .
5
 روی دکمه Zoom  Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
تغییر مشخصات غلظت AsH3
1
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add  Plot  Group کلیک کنید و 1D  Plot  Group را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی  ، Concentration Profile AsH3 Change را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، Cut  Line  2D  1 را انتخاب کنید .
4
قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، سمت راست بالا  را انتخاب کنید .
نمودار خطی 1
1
روی Concentration  Profile  AsH3  Change راست کلیک کرده و Line  Graph را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای نمودار خط  ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis Data کلیک کنید . از منو، Component 2 (comp2)>Transport of Diluted Species>Species cAsH3>cAsH3 – Concentration – mol/m³ را انتخاب کنید .
3
قسمت y-Axis  Data را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، cAsH3-c_AsH3_init را تایپ کنید .
4
برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان  ، دستی را انتخاب کنید .
5
در قسمت متن عنوان ، تغییر در آرسین، AsH<sub>3</sub>، غلظت در مقایسه با شرایط اولیه در راکتور را تایپ کنید .
6
روی Replace  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش x-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  2  (comp2)>Geometry>Coordinate>x  –  x-coordinate را انتخاب کنید .
7
قسمت Coloring  and  Style را پیدا کنید . از لیست Width ، 2 را انتخاب کنید .
8
قسمت Legends را پیدا کنید . تیک Show  legends را انتخاب کنید .
9
از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید .
10
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
AsH3
11
در نوار ابزار Concentration Profile AsH3 Change ، روی  Plot کلیک کنید .
گره شیمی میزان انتشار، هدایت حرارتی و سایر خواص سیال از جمله وابستگی به دمای آنها را محاسبه می کند. سپس، انتشارات را در امتداد خط مرکزی راکتور برای دو گونه به عنوان تابعی از دما رسم کنید.
انتشار در مقابل دما
1
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add  Plot  Group کلیک کنید و 1D  Plot  Group را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی  ، Diffusivities vs. Temperature را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
3
قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، Cut  Line  2D  1 را انتخاب کنید .
4
قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین  سمت راست را انتخاب کنید .
GaC6H15
1
روی Diffusivities  vs.  Temperature کلیک راست کرده و Line  Graph را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای نمودار خط  ، GaC6H15 را در قسمت متن برچسب تایپ کنید .
3
روی Replace  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  2  (comp2)>Transport  of  Diluted  Species>Species  cGaC6H15>tds.Dav_cGaC6H15  –  میانگین  ضریب انتشار  – m²/s را انتخاب کنید .
4
قسمت x-Axis  Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید .
5
روی Replace  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش x-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  2  (comp2)>Heat  Transfer  in  Fluids>Temperature>T  –  Temperature  –  K را انتخاب کنید .
6
قسمت Coloring  and  Style را پیدا کنید . از لیست Width ، 2 را انتخاب کنید .
7
قسمت Legends را پیدا کنید . تیک Show  legends را انتخاب کنید .
8
از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید .
9
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
GaC6H15
10
در نوار ابزار Diffusivities vs. Temperature ، روی  Plot کلیک کنید .
AsH3
1
در پنجره Model  Builder ، روی Diffusivities  vs.  Temperature کلیک راست کرده و Line  Graph را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای نمودار خط  ، AsH3 را در قسمت متن برچسب تایپ کنید .
3
روی Replace  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  2  (comp2)>Transport  of  Diluted  Species>Species  cAsH3>tds.Dav_cAsH3  –  میانگین  ضریب انتشار  – m²/s را انتخاب کنید .
4
قسمت x-Axis  Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید .
5
روی Replace  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش x-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  2  (comp2)>Heat  Transfer  in  Fluids>Temperature>T  –  Temperature  –  K را انتخاب کنید .
6
قسمت Coloring  and  Style را پیدا کنید . از لیست Width ، 2 را انتخاب کنید .
7
قسمت Legends را پیدا کنید . تیک Show  legends را انتخاب کنید .
8
از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید .
9
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
AsH3
انتشار در مقابل دما
1
در پنجره Model  Builder ، روی Diffusivities  vs.  Temperature کلیک کنید .
2
در پنجره Settings for 1D  Plot  Group ، قسمت Title را پیدا کنید .
3
از لیست نوع عنوان  ، هیچکدام را انتخاب کنید .
4
قسمت Grid را پیدا کنید . کادر فاصله دستی  را انتخاب کنید .
5
در قسمت متنی با فاصله x ،  100 را تایپ کنید .
6
در قسمت متنی با فاصله y ،  1e-3 را تایپ کنید .
7
قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین  سمت راست را انتخاب کنید .
8
در نوار ابزار Diffusivities vs. Temperature ، روی  Plot کلیک کنید .
هدایت حرارتی H2
1
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add  Plot  Group کلیک کنید و 1D  Plot  Group را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی  ، رسانایی حرارتی H2 را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
3
قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، Cut  Line  2D  1 را انتخاب کنید .
4
قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین  سمت راست را انتخاب کنید .
نمودار خطی 1
1
روی رسانایی حرارتی  H2 کلیک راست کرده و Line Graph را انتخاب کنید .
2
در پنجره تنظیمات برای نمودار خط  ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis Data کلیک کنید . از منو، Component 2 (comp2)>Heat Transfer in Fluids>Material properties>ht.kmean – Mean رسانایی گرمایی موثر – W/(m·K) را انتخاب کنید .
3
قسمت x-Axis  Data را پیدا کنید . از لیست Parameter ، Expression را انتخاب کنید .
4
روی Replace  Expression در گوشه سمت راست بالای بخش x-Axis  Data کلیک کنید . از منو، Component  2  (comp2)>Heat  Transfer  in  Fluids>Temperature>T  –  Temperature  –  K را انتخاب کنید .
5
قسمت Coloring  and  Style را پیدا کنید . از لیست Width ، 2 را انتخاب کنید .
6
قسمت Legends را پیدا کنید . تیک Show  legends را انتخاب کنید .
7
از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید .
8
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
 
افسانه ها
H2
هدایت حرارتی H2
1
در پنجره Model  Builder ، روی رسانایی حرارتی  H2 کلیک کنید .
2
در پنجره Settings for 1D  Plot  Group ، قسمت Title را پیدا کنید .
3
از لیست نوع عنوان  ، هیچکدام را انتخاب کنید .
4
در نوار ابزار Thermal Conductivity H2 ، روی  Plot کلیک کنید .
What are your Feelings