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奥坤鑫:等离子体和表面的相互作用主要的基本过程
2016.09.29
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  【真空等离子设备】等离子体和表面的相互作用主要有以下一些基本过程。
 
  ①吸附和解吸。在等离子体装置中,由于放电对表面的活化作用,表面可能对气体发生强烈的吸附。而在等离子体作用下,可能发生热解吸、电子解吸和光解吸。
 
  ②蒸发。即固体表面接受来自等离子体的能量而熔化、蒸发。
 
  ③溅射。当离子或中性粒子入射到表面时,它的一部分能量传给少数靶原子,其中有些在点阵达到热平衡之前发射出去,这就是溅射。溅射是阈值性的,即当入射粒子的能量大于某一阈值(通常为5~50eV)时,才出现溅射。【常压等离子设备
 
  ④化学溅射。发生在等离子体装置表面的化学过程。主要是由于表面催化作用引起的。当粒子入射到表面后,在表面进行化学反应生成挥发性产物而释放。这个过程称为化学溅射。
 
  ⑤背散射、再发射和植入。当离子或中性粒子入射到固体内后,它与固体内原子碰撞,逐渐失去原来的能量。最后可能产生两种结果:或者还残留一部分能量,从固体表面发射出去,这就是背散射;或者与固体原子达到热平衡,逐渐扩散到表面,再发射出去,这就是再发射。这些粒子,特别是能量较高时,沿固体深度形成一个分布,称为植入。【等离子喷枪
 
  ⑥起泡。当有一定能量的气体离子在固体内一定深度植入,并逐渐积累,若其剂量达到一定程度,就在表面附近形成气泡,并逐渐增大,最后破裂。在有些情况下,表现为起片,形成洞或海绵状表面结构。由于氦气在固体内的扩散率很低,所以这些现象主要是氦离子(α粒子)造成的。
 
  ⑦等离子体鞘和单极弧。在等离子体和固体表面接触处,由于等离子体中的电子有较离子高得多的热速度,所以入射到壁的速率也高,这样,表面就积累负电荷,因而排斥电子,吸引离子,直到二者入射速率一致。因此,等离子体存在着对壁呈正电位的等离子体鞘。如果壁上有一点发射电子,就会击穿而形成弧。弧的形成降低了鞘的电位,电子又从其他部位回到壁上,壁同时作为正极和负极,故称单极弧。【等离子表面清洗


 
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