Estudo teórico de reações envolvidas no mecanismo de dissociação do NF3

Abstract

Nesta tese é apresentado um mecanismo para explicar a decomposição do trifluoreto de nitrogênio (NF3), composto por 14 reações e também pela reação BF2+NF. Estas 15 reações fazem parte de um mecanismo maior, escrito para simular as condições de crescimento de filmes finos de nitreto de boro, via processo CVD. O NF3 possui várias aplicações na indústria eletrônica, em sistemas de excimer laser, na fabricação de semicondutores, entre outras. Foram realizados cálculos de estrutura eletrônica para a determinação das energias, freqüências e geometrias de todas as espécies que compõem os reagentes e produtos das reações do mecanismo. As taxas de reação dos arranjos unimoleculares, abstração e troca dos sistemas NFxF e NFxN foram determinadas, usando para tal o nível de cálculo MP4/cc-pVTZ. Para a reação do sistema BF3N as taxas foram determinadas em MP 2/6 − 311 + +g(2df, 2pd). Das 14 reações estudadas, 3 delas foram comparadas com dados experimentais, estando em bom acordo com os mesmos. Curvas de energia potencial foram determinadas para os diátomos e pseudodiátomos (BF2)F, NF , (BF2)N, (N F2)F, (NF )F e F2 e as respectivas constantes espectroscópicas rovibracionais. O resultados obtidos também foram comparados com dados de referências e as diferenças encontradas ficaram dentro da precisão química aceitável. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

A Nitrogen trifluoride (NF3) decomposition mechanism composed by 14 reactions and also by BF2 + NF is presented. These 15 reactions belong to a greater mechanism, wrote to simulate the growth of boron nitride thin films, via CVD process. The NF3 has several applications in the eletronic industry, excimer laser systems, semiconductor fabrication and others. Electronic structure calculations were performed to detemine the potencial energies, frequencies and geometries of all species that compose the reactions reactants and products of the mechanism. The unimolecular, abstraction and exchange rate constants of the N FxF and NFxN systems were determined at MP4/cc-pVTZ basis set. The BF3N rate constants were determined at MP2/6-311++g(2df,2pd) one. From 14 reactions studied, three were compared with experimental data and are in good agreement. Potencial energies curves and the rovibrational spectroscopy constants were determined to (BF2)F , NF , (BF2)N, (NF2)F , (NF )F and F2 diatomic and pseudodiatomic systems. From comparison among the obtained results and the experimental data can be verified that they match.