螺旋波等离子体活性气体放电特性研究

发布时间：2023-06-03 11:52

　　等离子体因其特殊的物理化学性质,已在工业中得到广泛使用。典型的工业应用有:等离子体刻蚀、镀膜、表面改性、喷涂、烧结、冶炼、加热、有害处理等。其等离子体产生方式主要有容性耦合等离子体源(CCP)、感性耦合等离子体放电(ICP)等。作为一种新型的高密度等离子体源(螺旋波等离子体源,HWP)近年来已经引起了国内外研究者的广泛关注。本文的主要工作涉及三个方面,一是对实验室的螺旋波放电系统进行优化,包括射频天线冷却系统的优化、匹配系统的优化、外加磁场冷却系统的优化、气路系统的优化;二是基于优化的放电系统进行Ar/CH₄气体放电研究,首先研究了射频功率和磁场强度对Ar/CH₄气体放电等离子参数(电子温度、电子密度、活性基团、离子能量)的影响,最后研究了Ar/CH₄气体放电制备碳类薄膜与等离子参数的关系。优化后的射频天线冷却和磁场冷却系统能够达到长时间(10min-45min)稳定螺旋波等离子体放电。研究发现射频功率的增加能够显著的增大等离子体的电子密度和电子温度,电子温度从300W时的4.25eV增加到1500W时的7.75eV,电...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 等离子体概述
    1.2 常见的低气压等离子体放电方式
        1.2.1 容性耦合放电
        1.2.2 感性耦合放电
        1.2.3 波加热气体放电
    1.3 螺旋波等离子体放电的发展与研究现状
    1.4 本文研究的内容
    参考文献
第二章 螺旋波等离子体放电诊断和材料表征方法
    2.1 螺旋波等离子体放电诊断
        2.1.1 发射光谱(OES)
        2.1.2 朗缪尔探针
        2.1.3 质谱能谱分析仪(EQP)
    2.2 材料的表征方法
        2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.2 X射线衍射(XRD)
        2.2.3 X射线光电子能谱(XPS)
        2.2.4 拉曼(RAMAN)
    参考文献
第三章 射频功率和磁场强度对Ar/CH₄螺旋波等离子体放电特性的影响
    3.1 螺旋波实验装置优化
    3.2 射频功率对等离子体放电参数的影响
    3.3 磁场强度对等离子体放电参数的影响
    参考文献
第四章 Ar/CH₄螺旋波等离子体制备碳材料的气体放电特性研究
    4.1 等离子体诊断
        4.1.1 光谱诊断
        4.1.2 质谱能谱诊断
    4.2 碳材料薄膜的制备与材料表征
        4.2.1 碳材料薄膜的制备
        4.2.2 扫描电镜分析
        4.2.3 拉曼分析
    参考文献
第五章 总结和展望
攻读硕士期间公开发表的论文及科研成果
致谢



本文编号：3829284