表面波激发等离子体合成类金刚石薄膜的实验研究

用表面波等离子体装置进行了类金刚石薄膜的合成实验,研究了微波功率、基底负偏压和气体组成等条件对成膜的影响.用拉曼光谱和扫描电子显微镜对薄膜结构和表面形貌进行了分析,得出在100Pa的工作气压下,使用CH4放电,大功率和高偏压有利于生成质量较好的薄膜.     

表面波激发等离子体合成类金刚石薄膜的实验研究

用表面波等离子体装置进行了类金刚石薄膜的合成实验，研究了微波功率、基底负偏压和气体组成等条件对成膜的影响。用拉曼光谱和扫描电子显微镜对薄膜结构和表面形貌进行了分析，得出在100Pa的工作气压下，使用CH4放电，大功率和高偏压有利于生成质量较好的薄膜。     

Waveguide-surfatron型表面波等离子体源的特性研究

报道了所研制的Waveguide-surfatron型表面波等离子体源的特性,理论计算表明,激发表面波模式为m≥l模,在放电室中电磁场均匀性与等离子体的密度有关。实验结果指出,采用Ar气放电,在气压为10～1000Pa,微波功率800～1000W的范围内可形成大面(体)积(直径为160mm)等离子体,其电子温度为1～4eV,等离子体密度为10     

Waveguide—surfatron型表面波等离子体源的特性研究

报道了所研制的Waveguide-surfatron型表面波等离子体源的特性,理论计算表明,激发表面波模式为m≥1模,在放电室中电磁场均匀性与等离子体的密度有关。实验结果指出,采用Ar气放电,在气压为10-100Pa,微波功率800-1000W的范围内可形成大面（体）积（直径为160mm)等离子体,其电子温度为1-4eV,等离子体密度为10^10-10^11cm^-3量级,实测的等离子体密度与理论计算值基本吻合。     

不同工艺参数下DLC薄膜的应力状态

类金刚石(DLC)薄膜制备过程中,容易出现较大应力,从而导致DLC薄膜产生裂纹、破裂甚至脱落,对基底过早失去保护作用,导致光学系统失效,严重影响了DLC薄膜的工作时间和应用领域。基于射频磁控溅射技术,在双面抛光Si(100)基底上,沉积DLC薄膜,制备不同射频功率(250、350、450 W)、不同氩气流量(40、60、80 mL/min)、不同溅射角(30°、60°、90°)下的DLC薄膜,获得不同工艺参数对DLC薄膜应力的影响规律。经过测试结果表明:在相同的基底形状与尺寸下,当射频功率为350 W,氩气流量为60 mL/min,溅射角为90°时,薄膜的应力表现出最小值,为0.85 GPa。     

不同工艺参数下DLC薄膜的应力状态北大核心CSCD

类金刚石(DLC)薄膜制备过程中,容易出现较大应力,从而导致DLC薄膜产生裂纹、破裂甚至脱落,对基底过早失去保护作用,导致光学系统失效,严重影响了DLC薄膜的工作时间和应用领域。基于射频磁控溅射技术,在双面抛光Si(100)基底上,沉积DLC薄膜,制备不同射频功率(250、350、450 W)、不同氩气流量(40、60、80 mL/min)、不同溅射角(30°、60°、90°)下的DLC薄膜,获得不同工艺参数对DLC薄膜应力的影响规律。经过测试结果表明:在相同的基底形状与尺寸下,当射频功率为350 W,氩气流量为60 mL/min,溅射角为90°时,薄膜的应力表现出最小值,为0.85 GPa。     

大面积平面表面波等离子体的研究

低温等离子体技术已被广泛应用于各高科技领域 ,并且应用范围仍然在迅速拓展 ,这对等离子体本身提出了更高的要求 ,平面大面积、高密度均匀等离子体源是目前最迫切的需求之一。作者主要介绍表面波激发等离子体的原理 ,并在自行研制的一套平面大面积表面波等离子体源上 ,利用静电双探针测量了其Ar气放电的角向、径向和轴向的电子密度和温度。发现角向电子密度和温度均匀性与耦合天线及气压密切相关而与入射功率无关 ;径向电子密度和温度均匀性则与入射微波功率及气压密切相关而与耦合天线无关。因此 ,通过优化耦合天线来获得径向参数的均匀性及微波耦合效率 ,并增大微波功率、选择适当的气压 ,可产生大面积平面高密度等离子体     

介质管内等离子体表面波传播特性研究

研究了同轴对称表面波沿介质管内的等离子体轴向传播的特性,导出了介质管内外的电磁场表达式,数值计算并仿真模拟了等离子体密度、信号频率、介质管内径、碰撞频率等因素对表面波在等离子体中传播的影响。结果显示,密度在1016m-3~1017m-3量级的等离子体更接近金属导体,介质管半径在11 mm~19 mm之间更有利于表面波的传播,而碰撞频率的影响并不明显。此结果对实验具有重要的指导意义。     

表面波等离子体天线的能量衰减系数研究

根据功率平衡原理,得到了表面波等离子体天线中等离子体柱长度、等离子体密度与馈入功率的关系,导出了表面波等离子体天线中能量衰减系数沿轴向分布.实验测得充气压强为0.5Pa,6Pa和40Pa时等离子体柱长度、馈入功率和等离子体密度,得到能量衰减系数的实验值.结果表明,等离子体柱上z点的能量衰减系数为该点到等离子体柱顶端距离的倒数,实验所测结果与理论符合得很好.该结论对研究表面波等离子体天线的激励和维持十分重要.     

脉冲微波表面波PECVD在有机PET表面沉积DLC薄膜的阻隔性研究

目的 探讨使用脉冲微波表面波等离子体辅助化学气相沉积技术在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）材料表面沉积类金刚石薄膜作为阻隔层的可行性。方法 以C2H2为单体,氩（Ar）为放电气体,采用脉冲微波表面波等离子体化学气相沉积（PECVD）技术在有机PET材料表面沉积类金刚石（Diamond-like Carbon, DLC）薄膜。研究工艺参数,如脉冲微波放电功率、工作气压、单体与工作气体的体积比等,对DLC薄膜沉积速率和阻隔性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、原子力显微镜（AFM）、氧气和水蒸气透过率测试仪等对薄膜结构与性能进行表征。结果 DLC薄膜的结构和成分随着等离子体放电工艺参数的变化而改变,造成其阻隔性能也随之发生变化。PET表面沉积纳米级DLC薄膜后,氧气透过率和水蒸气透过率可以分别降至0.58 mL/(m2?d)和2.5 g/(m2?d)。结论 DLC薄膜对氧气和水蒸气都表现出良好的阻隔性,可以应用于食品、药品的阻隔包装。     

基于均匀离子密度的容性耦合射频放电等离子体的实验诊断研究

容性耦合射频(CCRF)放电可用于制备大体积、均匀、低温非热平衡等离子体,已得到了国内外的广泛关注。针对CCRF放电过程中等离子体参量的诊断问题,本文提供了一种基于均匀离子密度的描述CCRF放电的等效回路模型(ECM),并根据等效阻抗原理引入能量平衡方程,对等离子体特征参量电子密度n_e和电子温度T_e进行了诊断,诊断结果与等离子体发射光谱诊断结果相一致。实验结果表明:在一般的CCRF放电过程中,放电电流与放电电压波形呈正弦曲线,高次谐波成分较少且总的谐波强度小于基波信号的11%,可以采用ECM描述等离子体放电状态。随着射频输入功率的增加,等离子体电子密度线性增加,但电子温度变化不明显,鞘层厚度逐渐减小,主等离子体区厚度增加;随着工作气体压强的升高,电子密度和电子温度均减小。对于较高的气压,放电在不同的输入功率下分为低功率下的α模式和高功率下的γ模式,这主要是极板表面的俄歇发射过程引起的。     

脉冲多弧离子镀制备类金刚石薄膜的特性

利用脉冲多弧离子镀技术在硅基底上沉积出非晶的类金刚石薄膜。薄膜的折射率为 2 8左右 ;沉积速率与主回路电压以及脉冲频率有关 ;膜层致密 ,但薄膜表面不光滑 ;薄膜电阻率接近 1× 10 10 Ω·cm数量级 ;薄膜的硬度及附着力与基底温度、主回路电压以及脉冲频率密切相关 ;薄膜中存在强的内应力 ,内应力是影响膜层附着力的主要因素。     

朗缪尔三探针方法脉冲火花放电等离子体诊断

根据强流脉冲电子束源结构及性能优化需求,准确测量脉冲等离子体的分布规律十分重要。基于脉冲火花放电等离子体产生机制和朗缪尔三探针工作原理,设计探针结构和诊断电路参数,满足空间分辨率7.5 mm³。通过数字示波器采集存储原始测量信号,利用Matlab软件编写数据处理程序,可计算得到电子温度和电子密度,其时间分辨率为0.04 μs。将探针置于束源出口位置进行测量,对应真空度7.0×10^-3Pa和放电电压8000 V条件下,等离子体峰值电子温度为3.8 eV,电子密度为4.0×10¹⁸m^-3。在不同放电条件下测量,发现等离子体的电子温度随工作气压增大而减小,电子密度与之相反,提高放电电压时,电子温度和电子密度均出现增大,符合理论分析和实验规律。因此,本文所研制的诊断系统满足脉冲放电等离子体测量要求。     

Plasma parameters of argon and argon/molecular gas mixture plasmas produced in microwave discharge

The experimental results and their analysis are presented concerning electron density and temperature of the microwave discharge plasma (power range 100–500 W) produced in Ar gas and Ar–N₂ and Ar–N₂–NO gas mixture at the total pressure of 0.5 Torr. The triple probe method was primarily used in order to set-up a direct and on-time technique to measure electron temperature in complex plasma. The results were compared with those obtained using a cylindrical probe mounted in a circuit with reference electrode. Each probe was made of tungsten wires of 0.5 mm diameter and 3 mm in length each. When plasma contains only one maxwellian group of electrons, within the experimental errors, both the probes systems get comparable value of plasma parameters. When the characteristic of cylindrical probe shows two groups of thermal electrons within the microwave plasma the triple probe may show always results concerning one group but of which temperature depends on the ratio of the densities of those two groups of electrons.     

新型彩色交流等离子体显示器的研究

在充分了解与研究现有技术的基础上,设计出了结构新颖、性能良好的新的PDP结构,以及与之配合的工作方式和驱动方法,据此制作了实验屏,获得了良好结果.     

新型PDP放电单元着火特性的研究

采用数值方法 ,研究了新型荫罩式PDP(SM PDP)放电单元的着火特性 ,并与传统表面放电式PDP(ACC PDP)作了比较。计算了沿不同放电路径下的气体着火电压 ,讨论并分析了两种结构中 ,某些结构参数的变化对于着火特性的影响。模拟发现 ,SM PDP单元的着火电压要低于ACC PDP ,且在两种结构中 ,电极间距、放电空间大小、介质层对着火电压的影响程度也有一些不同。     

电流对多级弧放电装置中的氩等离子体

使用PLASIMO模拟了不同外加电流对多级弧放电产生的非热平衡下的氩等离子体特性的影响。在模拟中,腔体两端所加电流分别为30,50,70和90 A;模拟结果表明,在模拟区域内,电子密度呈先增大后减小的趋势,并且随着外加电流的增加,中心轴线上出口处的电子密度、电子温度和重粒子温度均逐渐增大。电子的电导率和电子以及重粒子的热导率也随着外加电流的增加而增大。     

细长石英管内直流放电等离子体研究

利用朗缪尔双探针等离子体诊断方法, 研究了细长石英管内的低气压直流放电行为, 探讨了细长管空间内的放电条件对等离子体参数的影响规律。结果表明:通过提高放电功率和增加阴极数目可以有效的提高等离子体密度, 且当放电气压为100 Pa时, 电子密度最大, 本装置所测最大密度为1.03×10¹⁷m^-3;电子温度则随着放电功率和放电气压的增大而不断减小;放电距离越远, 对击穿电压要求越高, 分段式放电可以在较低的放电电压下, 对较远的电极距离实现直流放电。     

溅射沉积氢化非晶硅中辉光放电等离子体的Langmuir探针诊断

为揭示磁控溅射辉光放电等离子体参量对Si薄膜沉积过程的本质影响,采用Langmuir探针于不同的靶电流、靶基距和氢分压条件下对直流辉光放电等离子体进行了诊断,分析了直流辉光放电等离子体参量(离子密度、离子流通量、等离子体电势、电子密度、电子温度)的变化规律,并以此为依据探讨了其对Si靶溅射过程和溅射Si粒子输运过程的影...     

新型微波ECR-PECVD装置的研制

介绍一台新型的ECR-PECVD装置.这一装置设计和采用了一种由单个电磁线圈和永磁体单元组合的新型磁场,使整个装置结构明显简化.为提高装置的微波转换效率,通过计算机仿真微波场在等离子体室的分布,选择和采用了一种新型的矩形耦合波导.应用这一装置分解H2稀释的SiH4气体以沉积a-Si:H薄膜,获得了2 nm/s以上的高沉积速率.