电浆的基础讲解

合集下载

何谓电浆

何谓电浆

何謂電漿?電漿電視又是什麼?一般說物質有三態固態液態與氣態由於原子間的交互作用當原子相互間有固定結構時處於所謂固態每個原子基本上在固定帄衡位置上微小振幅的振動(此振動的巨觀表現就是溫度)當溫度增加時使得每個原子獲得更多動能振動的更厲害於是原子間無法保持固定結構但是仍然具有相互吸引力而聚在一起因此通常液體的形狀隨容器而改變但是維持固定的體積(從固體轉變成液體狀態的過程所吸收的熱量破壞原子間固定的鍵結且距離更遠了)當溫度繼續提昇原子獲得更多動能則彼此間距離愈拉愈長終於破壞彼此間相聚的狀態而成為氣體(想一想18克的水變成氣體時所佔體積從原來18cc 變成24.5升左右增加了1000倍以上難怪攝氏100度每克水需要吸收539卡的熱量才能轉變成同溫度的氣體)此時原子間幾乎不再有交互作用(很微弱) 每個原子的運動相互獨立而成為氣態所謂電漿態Plasma 則是將原子外層的電子和原子分離彼此獨立如同氣體狀態的運動由於來源是中性的原子內部有等量的正離子與電子數目(大陸上plasma翻成為等離子體便是取其涵義)這些正負電荷的離子再同一個區域內猶如氣體分子般運動可以利用磁場等將其限制在區域內地球上處於電漿態的情形相對較少例如日光燈管內有微弱的比例處於電漿態但是地球大氣層以外的世界幾乎98%以上的區域都處於電漿態如太陽的內部電漿態的離子會再度結合也會因碰撞而將原子有分離這些過程都會產生電磁波詳見本網站日光燈的原理所謂電漿電視便是利用類似日光燈的原理在螢幕區域分成千萬個封閉低壓的空氣腔可以說每個就像一個小日光燈內部有微量氖氣neon和氙氣xneon然後每一個腔內背面都分別有塗紅綠藍的螢光劑當施加電壓時腔內會產生電漿放電產生紫外光這些紫外光打在螢光劑上後能量被吸收釋放出對應的可見光便形成光點影系統的光點分布必形成電視畫面那現在的核融合實驗爐利用電漿把反應的物質限制於一個區域內,使得其高溫不會接觸到爐體,也是利用這種原理,那麼他是如何將反應的物質放入電漿中呢?????核融合所討論的電漿和日光燈管內的電漿有些差別日光燈管內游離的電漿所佔比例很少核融合電漿幾乎全部都游離了核融合不是將反應的物質放入高溫的區域內是直接加熱反應的物質使其達到電漿態足夠高溫時觸發核融合反應這是傳統的核融合電漿實驗另外也有利用雷射將反應的物質瞬間加熱使其達到核融合的條件生等离子效应,放出紫外线,激发三原色,红蓝绿RGB三原色的发光体不经由电子枪扫描或背光的明暗所产生的光,而是每个个体独立发光的,产生不同三原色的可见光,并利用激发时间的长短来产生不同的亮度。

电浆与溅镀原理简介

电浆与溅镀原理简介

8KW × 2S × 3靶 = 8KW × 3S × 2靶
低功率時,鍍膜速率與功率非呈線性
8KW × 2S × 3靶>4KW × 4S × 3靶>2KW × 8S × 3靶
友威科技-電漿與濺鍍原理簡介 10
T/S 距 離
1.靶材到基板距離
2.T/S短可增加鍍膜率,但基板受熱亦增加 3.T/S太長,則沉積的靶原子與其他粒子碰撞機 率增大 →鍍膜速率降低
< 10-2
10-2 ~ 10
10 ~ 105
> 105
友威科技-電漿與濺鍍原理簡介 7
製程氣體通量
1.通入太少 →無法維持電漿 2.通入太多 →未參與碰撞之Ar變成殘餘氣體
→增加pump之負荷
→與靶原子一起沉積在基板上的 機率變大 3.須視鍍膜壓力來設定通入量
友威科技-電漿與濺鍍原理簡介 8
鍍 膜 功 率
友威科技-電漿與濺鍍原理簡介 2
Ar+ Ar Ar
eeAr+ Ar Al Ar Al Ar
eAr
Pump
抽真空
基板
撞 擊 狀 況
Al 靶材 ee-
Ar+
Al 圖一適當能量 Ar埋入
Ar+ 圖三 能量不足
Ar+ e-
Ar e圖四 撞擊角度不恰當
Ar+ 圖二 能量過量
友威科技-電漿與濺鍍原理簡介 3
鍍 膜 參 數
濺鍍集中區域
友威科技-電漿與濺鍍原理簡介 13
什麼是RF
RF:Radio Frequency射頻
頻率範圍:50KHz~100MHz RF電漿:13.56MHz RF加熱:400KHz
友威科技-電漿與濺鍍原理簡介 14

电浆预处理

电浆预处理

电浆预处理
电浆预处理是一种常用的表面处理技术,主要用于塑料、金属、陶瓷等材料的表面处理,以提高其表面能,增强其粘附力和印刷性能。

电浆预处理的基本原理是利用等离子体中的高能粒子对材料表面进行轰击,使材料表面的原子或分子的电子被剥离,形成带正负电荷的离子或自由基。

这些离子或自由基具有很高的活性,可以在材料表面进行化学反应,形成新的化学基团或层,从而改变材料表面的化学性质。

电浆预处理的优点包括:
1.适用范围广,可以处理各种材料表面;
2.处理效果好,可以提高表面能、增强粘附力和印刷性能;
3.操作简单,自动化程度高;
4.环保无污染。

在电浆预处理过程中,需要注意以下几点:
1.调整电浆参数,如功率、气压、处理时间等,以达到最佳的处理效果;
2.注意保护材料表面不被电浆腐蚀或氧化;
3.注意电浆处理后材料表面的清洁和干燥;
4.注意安全操作,避免电浆对人体和环境造成伤害。

电浆原理与电浆清洗机简介I

电浆原理与电浆清洗机简介I

Source of some figures: gouge.free.fr/ AND http://ridge.icu.ac.jp/biobk/BioBookCHEM1.html
為什麼電漿有用?
電漿中含有電子、離子以及氣體原子。低溫電漿是 因為僅有一部份質量輕的電子在快速躍動著,而氣 體中的原子與分子相互碰撞。通常高溫是化學反應 的必要條件,但在這裡低溫也能有所作為。 另一方面,電漿能發出各式各樣的顏色光(紫外光和 可見光等等),而我們能利用這個特性來做照明。
Turbo pump
機台部品使用
多用途真空計控制器 Ion Gauge高真空計
MKS 627B (金屬外殼可加熱式)
熱對流式低真空計
機台部品使用
RF power Generator
ICP Power與Bias Power均使用美國 AE dressler 或是 德國Cito系列 13.56MHz 的RF Power,含相位鎖 定功能,不會產生power之間的干擾。 ICP Power Max: 1000 Watt Bias Power Max.: 600 Watt
腔體需加裝ㄧ介電窗才可導入感應磁場
為得到更有效率的蝕刻製程,便發展出所謂變 壓耦合式電漿源(Transformer Coupled Plasma, TCP)以及感應式耦合電漿源的高密 度電漿系統。TCP與ICP兩者在名稱上雖有不 同,但其實為同一原理。統稱為ICP system。 基材與腔體等電位
Down Stream Mode (Inductive Coupled Plasma)
Pressure Control
Pumping
Temperature Control
機台部品使用
Angle Valve

电浆原理 for ASE Trainning

电浆原理 for  ASE Trainning

RF Power Generators
132mm*38mm LCD顯示面板, 可同時監控所有相關數據。
Automatching Network 控制區 ,提供匹配網路之電容值調校。
Program程式選單
RF power控制
Automatching Networks
依據電磁波傳輸原理,要達到 最大的功率轉換效益,在電負載之間 的阻抗必需匹配。 市面上常見之RF Generator 設計之輸出端阻抗通常為50Ω,而負 荷端Plasma Reactor的阻抗通常僅有 僅有0.5~10Ω,此時就需要一個良好 的匹配網路系統來平衡負載之阻抗。
波義爾定義 P1V1=P2V2 Plasma working pressure about 25mtorr 25/760000=28.14/V1 V1=855456L(1mole粒子在25mtorr, 70℃下所佔的體積 d=6.02x1023/855456=7.04x1014個/c.c
λ=0.507cm 電漿環境中的平均自由路徑
反應性離子蝕刻(Reactive Ion Etching 簡稱RIE)
最為各種反應器廣泛使用的方法,便 使是結合(1)物理性的離子轟擊與(2)化 學反應的蝕刻。此種方式兼具非等向 性與高蝕刻選擇比等雙重優點,蝕刻 的進行主要靠化學反應來達成,以獲 得高選擇比。加入離子轟擊的作用有 二:一是將被蝕刻材質表面的原子鍵 結破壞,以加速反應速率。二是將再 沈積於被蝕刻表面的產物或聚合物 (Polymer)打掉,以使被蝕刻表面能再 與蝕刻氣體接觸。而非等向性蝕刻的 達成,則是靠再沈積的產物或聚合物, 沈積在蝕刻圖形上,在表面的沈積物 可為離子打掉,故蝕刻可繼續進行, 而在側壁上的沈積物,因未受離子轟 擊而保留下來,阻隔了蝕刻表面與反 應氣體的接觸,使得側壁不受蝕刻, 而獲得非等向性蝕刻。

电浆的基础

电浆的基础



直流电浆源[Direct Current (DC) Plasma], 用 于离子佈植机(Ion Implanter) 射頻电浆源[Radio Frequency (RF) Plasma], 用于感应式耦合电浆(ICP) 在抽至高真空的反应室内的两个平行板电极之 间加上电压来產生电浆
电浆的产生

由於这两个平行板 电极就好像电容器 中的电极,所以也称 為电容耦合型 (Capacitively Coupled)电浆源
RF电浆的产生


两电极中通RF高电压,产生交流电场 如RF能量够高,自由电子会被加速 直到自由电子得到足够的能量来和反应室中的 原子或分子碰撞以产生另一个离子和另一个自 由电子 离子化碰撞是一连串的反应,因此整个反应室 就迅速地充满了等量的电子和离子,也就是充 满了电浆
A* → A + hv hv 是光子能量, h是蒲朗克常數,v为決定电浆发光顏色 的发光頻率


松弛过程(Relaxation Collision)

1
h: 蒲朗克常數 v: 光子頻率
hv 激發態 hv
原子核
基態
分解碰撞(Dissociation Collision)





电子和分子碰撞时,如果因撞击而传递到分子的能量会 比分子的键结能量要高戥,那就能打破化学键并且产生 自由基(Free Radicals) e- + AB → A + B + eAB 是分子,而A和B两者都是由分解碰撞所產生的自由 基 自由基是至少带有一个不成对电子的一种分子碎片,因 此并不稳定 自由基在化学上是非常活泼的,因為它们有一种狠强的 倾向去抢夺其他原子或分子的电子以形成稳定的分子

弄懂锂电池浆料必须了解的理论知识

弄懂锂电池浆料必须了解的理论知识

弄懂锂电池浆料必须了解的理论知识一、胶体理论导致胶体粒子团聚的主要作用,是来自粒子间的范德华力,若要增加胶体粒子稳定性,则由两个途径,一是增加胶体粒子间的静电排斥力,二为使粉体间产生空间位阻,以这两种方式阻绝粉体的团聚。

最简单的胶体系统系由一分散相与一相分散媒介所构成,其中分散相尺度范围于10-9~10-6m间。

胶体内的物质存在于系统内需具有一定程度以上的分散能力。

根据溶剂与分散相的不同而可产生多种不同的胶体型态,如:雾气即为液滴分散于气体中之气胶、牙膏即固态高分子微粒分散在液体中的溶胶。

胶体的应用在生活中比比皆是,而胶体的物理特性需视分散相与分散介质的不同而有所差异。

从微观角度观察胶体,胶体粒子并非处于恒定状态,而是在介质内随机运动,这便是我们所称的布朗运动(Brownian motion)。

绝对零度以上,胶体粒子均会因热运动而发生布朗运动,这便是微观胶体的动力学特性。

胶体粒子因布朗运动而产生碰撞,是为团聚(aggregate)发生的契机,而胶体粒子在热力学上处于不稳定状态,因而粒子间的交互作用力为分散的关键因素之一。

1-1,胶体动力学性质布朗运动起始自19 世纪初,植物学家布朗由显微镜观察到花粉粒子在水中的不规则运动得名。

粒子因温度而造成布朗运动后将产生碰撞行为,由粒子表面的范德华力引起团聚现象。

胶体的凝聚速率与以下两者有密切的关系:1)胶体粒子间彼此碰撞的频率,2)粒子经碰撞后,产生的热能是否足以克服胶体间的排斥能量。

Smoluchowski 提出胶体快速凝聚理论,是由浓度差造成扩散速率所控制。

胶体粒子团聚的速率为:(1)n表示在时间t时,单位体积溶液所含的胶体粒子数,k2为二次反应速率常数(second-order rate constant)。

由于团聚使得溶液中的胶体粒子浓度减少,因此以表示为负号。

当t=0,n=n0, 积分上式可得:(2)胶体部分团聚后,由于排斥能障将随粒子的粒径增加而成长,溶液将达到平衡,使得凝聚速率下降。

电浆基础实验

电浆基础实验

電漿基礎實驗何主亮教授編撰一、實驗目的本實驗的目的在於親自動手體驗輝光放電電漿的產生過程,並透過實驗觀察與記錄,了解電漿特性及基本行為,以便未來投身在電漿材料製程中能夠嫻熟運用這些基本定律。

二、實驗原理電漿(Plasma)是物質的第四態,內能和動能遠高於固態、液態和氣態,因而可玆用於:1.材料加工製造:電弧融鍊(Arc refinement) 及電漿融射(Plasma spraying)。

2.薄膜製造:濺鍍(Sputter deposition)、電漿輔助物理氣相沉積(Plasma assisted physicalvapour deposition)及電漿輔助化學氣相沉積(Plasma assisted chemical vapour deposition)。

3.表面改質:電漿氮化(Plasma nitriding)、離子佈植(Ion implantation)4.發電與推進:高效率的MHD發電(Magnetohydrodynamic energy conversion)、核融合發電(Nuclear fusion power generation)、太空推進(Spacecraft ion propulsion)。

5.材料分析:感應藕合電漿分光分析儀(Inductively coupled plasma optical emissionspectrometer)、輝光放電分光分析儀(Glow discharge optical emission spectrometer)。

6.光源:霓虹燈(Neon light)、雷射(Laser light)電漿的定義是一團帶電荷的氣体分子,並且其中的正電荷(通常為正離子)和負電荷(通常為電子)總數約略相等;換言之電漿整体呈電中性。

通常被激發成電漿態的氣體除了這兩種帶電荷粒子之外,還有若干激動狀態的中性氣體分子。

故通常電漿內含有中性氣體分子、離子、電子和激動狀態的中性氣體分子。

电浆形成条件

电浆形成条件

电浆形成条件
电浆,又称为等离子体,是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质。

它的形成需要满足一定的条件:
1. 温度:电浆的形成需要被加热到足够高的温度,使得外层电子能够摆脱原子核的束缚成为自由电子。

2. 气体:电浆通常在气体中形成,这些气体可以是惰性气体、反应性气体或混合气体等。

3. 电场或磁场:在电场或磁场的作用下,气体中的电子会被加速或减速,从而引发电离或复合等过程,形成电浆。

4. 粒子束:高能粒子束可以与气体分子或原子碰撞,将其电离成带电粒子,形成电浆。

5. 高能天体:宇宙中的许多高能天体,如恒星、行星和行星际空间的射线,都存在大量的电浆。

总之,电浆的形成需要满足一定的物理和化学条件,其研究对于材料、能源、信息、环境空间、空间物理、地球物理等科学的进一步发展提供了新的技术和工艺。

一分钟电浆机的用途以及特点

一分钟电浆机的用途以及特点

一分钟电浆机的用途以及特点概述电浆是一种能量密度极高的状态,是气体中等离子体的一种形态。

电浆在高温、高压和高能辐射条件下稳定存在,广泛应用于物理、化学、材料科学、医学和工程技术领域。

一分钟电浆机是一种小型的电浆发生器,主要用于学校、实验室和科普教育领域。

用途一分钟电浆机的主要用途有以下几个方面:科学研究在科学研究中,电浆技术被广泛应用于等离子体物理、核物理、材料科学和空间物理等领域。

一分钟电浆机可以用于各种类型的电浆实验,包括等离子体诊断、磁约束等离子体、惯性约束聚变等。

教育科普在教育和科普领域,一分钟电浆机可以用于展示等离子体物理的基本原理和现象。

例如,可以用一分钟电浆机展示等离子体发光的效果,让学生感受到等离子体的特殊性质。

创意装饰一分钟电浆机也可以用于创意装饰。

它可以作为餐厅、咖啡店、商场和展览馆等公共场所的装饰品。

许多朋友可以用它来拍摄创意照片和视频,这也是一分钟电浆机的一大特色。

特点一分钟电浆机的特点如下:体积小,便于携带和展示一分钟电浆机通常体积比较小,非常适合携带和展示。

它可以方便地放到桌子上、书架上或展台上,让人们随时随地可以观察到等离子体的奇妙景象。

火花绽放效果明显,视觉效果强烈一分钟电浆机在工作时,电极周围的气体会发生等离子体化现象。

这时,会出现各种颜色的火花和闪电效果。

这些视觉效果非常强烈,容易吸引人们的注意力。

操作简单,使用安全一分钟电浆机的操作非常简单,只需要插上电源,开启电源开关即可。

而且,它的使用非常安全,因为它的电压和电流都比较小。

使用它时,我们不需要特别的技能和知识,就可以安全地将它用于展示和学习。

结论一分钟电浆机是一种小型的、便携式的电浆发生器,具有明显的火花绽放效果和强烈的视觉效果。

它在科学研究、教育科普和创意装饰等领域都有广泛的应用。

作为一种安全、易用的电浆发生器,一分钟电浆机可以给人们带来丰富多彩的体验,同时也可以帮助人们更好地了解等离子体相关知识。

Chapter7电浆的基础原理

Chapter7电浆的基础原理

大粒子 小粒子
(a)高壓
大粒子 小粒子
( b)低壓
22
平均自由路徑(MFP)
• 壓力的影響:
λ

1 p
• 壓力越高, MFP越短
• 壓力越低, MFP越長
23
Q&A
• 為什麼需要真空反應室來產生穩定的電漿?
• 在大氣壓力下 (760 Torr),電子的MFP很短 ,很難獲得足夠的能量來使氣體分子離子 化。
• 準中性:
ni = ne (濃度)
• 游離率:
η = ne/(ne + nn)
ne:電子濃度,ni:離子濃度
nn:中性原子或分子濃度
6
游離率
• 游離率主要決定於電漿中的電子能量 • 大多數電漿反應室游離率均低於0.01% • 高密度電漿(High density plasma ,HDP)的游
離率約 1∼5% • 太陽中心處的游離率 ~100%
50
PECVD 及電漿蝕刻反應器
• CVD: 添加材料到晶圓表面
– 自由基 – 可使用離子轟擊控制薄膜應力
‧蝕刻: 從晶圓表面移除表面
– 自由基 – 劇烈的離子轟擊 – 低壓, 較佳的離子方向性
51
PECVD反應室
• 壓力為 1-10 Torr • 離子轟擊控制薄膜應力 • 晶圓置於接地電極 • 射頻熱電極與接地電極板面積相當 • 自我偏壓不大 • 離子轟擊能量約10到20 eV,主要由射頻
++ + + + ++ ++ + + + ++
-- - - - -- -- - - -
++ + + + ++ ++ + + + ++

电浆实验报告

电浆实验报告

实验名称:电浆特性实验实验日期:2023年4月15日实验地点:物理实验室实验人员:张三、李四、王五一、实验目的1. 了解电浆的基本特性和物理过程;2. 掌握电浆实验的基本操作方法;3. 通过实验观察电浆的稳定性和不稳定性现象;4. 分析电浆在磁场中的运动规律。

二、实验原理电浆是由带电粒子组成的等离子体,其基本特性包括:电导率、密度、温度、速度等。

电浆在磁场中的运动受到洛伦兹力的作用,其轨迹受到磁场的影响。

本实验通过观察电浆在磁场中的运动,分析电浆的特性。

三、实验仪器与材料1. 电浆发生器:用于产生电浆;2. 磁场发生器:用于产生磁场;3. 电极:用于测量电浆的电压和电流;4. 磁场计:用于测量磁场强度;5. 摄像机:用于记录电浆的运动轨迹;6. 实验桌、电源、导线等辅助设备。

四、实验步骤1. 连接实验装置,检查各部分是否正常工作;2. 启动电浆发生器,调节电浆参数(如电压、电流、气体种类等);3. 启动磁场发生器,调节磁场强度;4. 观察电浆在磁场中的运动,记录电浆的运动轨迹;5. 改变电浆参数和磁场强度,重复实验步骤;6. 分析实验数据,得出结论。

五、实验结果与分析1. 电浆的稳定性和不稳定性现象在实验过程中,我们观察到电浆在不同参数下表现出稳定性和不稳定性现象。

当电浆参数在某一范围内时,电浆能够保持稳定,而当参数超出该范围时,电浆出现不稳定性现象。

2. 电浆在磁场中的运动规律通过实验观察,我们发现电浆在磁场中的运动轨迹受到洛伦兹力的作用,其轨迹呈螺旋状。

当磁场强度增大时,电浆的运动轨迹半径减小,运动速度加快。

3. 电浆特性分析(1)电导率:实验结果显示,电浆的电导率随温度升高而增大,这与电浆中电子的热运动加剧有关。

(2)密度:实验结果显示,电浆的密度随气体压力增大而增大,这与气体分子数密度增加有关。

(3)温度:实验结果显示,电浆的温度随电压升高而升高,这与电离过程有关。

六、实验结论1. 电浆在磁场中的运动受到洛伦兹力的作用,其轨迹呈螺旋状;2. 电浆的电导率、密度、温度等特性随实验参数的变化而变化;3. 电浆在不同参数下表现出稳定性和不稳定性现象。

做豆腐的电浆原理

做豆腐的电浆原理

做豆腐的电浆原理
做豆腐的电浆原理主要涉及到大豆的蛋白质与水的相互作用。

具体步骤如下:
1. 大豆浸泡:将大豆浸泡在水中,使其吸收水分,使豆子变软,便于破碎和提取蛋白质。

2. 磨碎和搅拌:将浸泡好的大豆和适量的水一起放入搅拌机中搅拌,将大豆磨碎成细腻的粒子,形成豆浆。

3. 过滤:将豆浆通过滤网或细布进行过滤,去除固体颗粒,得到液态的豆浆。

4. 加热:将豆浆加热至一定温度(通常为85),以杀灭细菌和使蛋白质凝固。

5. 加入凝固剂:通常使用盐酸、硫酸、柠檬汁等酸性物质作为凝固剂,将其加入热豆浆中。

6. 搅拌和沉淀:在加入凝固剂后,继续搅拌豆浆,使凝固剂均匀混合,并促使豆浆中的蛋白质凝固成固体颗粒。

7. 压榨:将凝固后的豆腐块放入豆腐模具中,并施加一定压力,使豆腐中的水分被挤压出来,使豆腐块更加紧密。

8. 冷却:将压榨出的豆腐块放入冷水中冷却,并使其保持形状和刚度。

通过这个过程,豆腐的电浆即豆浆中的蛋白质在酸性条件下凝固成豆腐固态。

最终得到的豆腐固块可切割并食用。

电浆清洗机工作原理

电浆清洗机工作原理

电浆清洗机工作原理
电浆清洗机是一种利用高能离子束或电弧等形成的电浆进行清洗的设备。

其工作原理如下:1. 电离:在清洗室中加入适量的工作气体,通常为氮气、氩气等惰性气体。

然后通过加热或电弧放电等方式将气体中的原子或分子离子化,形成等离子体。

2. 电浆生成:离子化的工作气体形成的等离子体被加热并加速,形成高温高能的电浆。

电浆中的离子具有较高的动能,可以对清洗物体表面的污垢进行溅射和弹击。

同时,电浆中的电子也可以与表面的污垢进行化学反应。

3. 清洗作用:电浆束通过电浆喷嘴或电极,将高能离子束或电流喷射到待清洗的工件表面。

高能离子束的动能足以将表面的污垢物理击碎,并将其剥离。

而电流则通过电解溶解污垢的化学键,使其分解为更容易去除的物质。

4. 清洗效果:经过电浆清洗的工件表面将获得较高的清洁度和光洁度。

由于电浆清洗过程中的高能离子束或电流对待清洗物体的冲击力较大,因此能够去除一些较难清洗的污垢,如氧化物、油脂等。

总的来说,电浆清洗机通过产生高能离子束或电流的电浆来对工件表面进行清洗,利用物理和化学效应去除污垢,达到清洁和表面改性的目的。

电浆(等离子体)原理及应用

电浆(等离子体)原理及应用

電漿源原理與應用之介紹文/張家豪,魏鴻文,翁政輝,柳克強李安平,寇崇善吳敏文,曾錦清,蔡文發,鄭國川摘要電漿科技已廣泛應用於科學研究及工業製程,成為現代科技的重要指標。

本文將介紹國內在電漿源方面的研發,其中包括電感式電漿源,微波表面波電漿源,大氣電漿源,電漿浸沒離子佈植及電漿火炬等等。

文中將簡介各式電漿源之基本物理及其應用發展。

1. 前言電漿已廣泛應用於各種領域,如在半導體積體電路製造方面,舉凡不同材料薄膜的成長及電路的蝕刻皆普遍由電漿技術達成。

另外在半導封裝及紡織業方面,則使用電漿來清潔及改變材料表面以達到特殊的功能及效果。

在環保方面,電漿火炬可以安全固化焚化爐所產生之高污染灰渣。

甚至在醫療上現已有商用之電漿設備用於手術刀具的殺菌。

而在科學研究方面電漿更已成為重要的工具,如奈米碳管的成長,微機電的研發等等。

電漿之所以能提供如此廣泛的功能主要在於電漿中的反應是許多不同成分間的作用(Heterogeneous Interactions),其中包括紫外線,中性粒子,活化粒子,電子及離子的反應。

尤其是包含了具能量的粒子,它們能引發許多特殊的化學與物理的反應。

例如在電漿蝕刻技術中,正離子經由電漿鞘層(Plasma Sheath)加速後轟擊矽晶圓,使其表面原子的鍵結破壞進而能迅速與活化粒子進行化學反應達到蝕刻效果。

另外如在鑽石膜成長中,電漿一方面產生成長所需要的碳原子,當其在表面形成鍵結時,電漿中所產生的氫原子則能與石墨鍵結的碳原子進行蝕刻反應而留下鑽石的鍵結。

在奈米碳管成長中,電漿鞘層的電場則能達到高方向性的成長。

這是其他方法所無法達到的。

在電漿技術中電漿源則是系統的關鍵。

目前產生電漿的方法以使用的功率源而言有直流放電(DC discharge),低頻及中頻放電(數KHz到數MHz),射頻放電(13.6MHz),及微波放電(2.45GHz)。

現行電漿製程多操作在低氣壓之輝光放電(mTorr 到百Torr)。

电浆技术在环境治理中的应用

电浆技术在环境治理中的应用

电浆技术在环境治理中的应用随着人类社会的发展,环境污染问题愈发严重。

特别是在工业化大规模发展的地区,环境污染问题愈加严峻。

环境治理不仅是保护生态环境的需要,也是维持人类健康的重要措施。

电浆技术作为一种先进的治理技术,有着广泛的应用前景。

一、电浆技术的基本原理电浆技术是利用气体电离和化学反应作用破坏有害气体、液体和固体污染物,在一定条件下进行物理或化学变化的技术。

其基本原理是利用高温、高压等外界条件激发气体电离,生成带电粒子,当这些带电粒子与有机或无机物相遇时,可以形成几何反应,将化学物质分解成较小分子。

这些小分子可以再次与带电粒子接触,形成水和二氧化碳等无害产物。

二、电浆技术在固体废弃物处理中的应用电浆处理可将有害物质分解成无害物质。

针对垃圾焚烧厂处理过程中所产生的酸雾、假硫酸等气体污染物,采用等离子体氧化反应技术,消除这些气体的释放,避免对环境的二次污染。

三、电浆技术在水污染治理中的应用水污染治理是环境治理中的重要组成部分。

电浆技术在水污染治理中的应用主要体现在以下两个方面。

1、废水处理。

传统的废水处理方法主要基于物理、化学、生物方法,损耗大量的药剂,难以消除化学物质、色素等有害污染物,同时在处理过程中产生新的污染物。

电浆技术在处理废水时,通过高频高压放电,将有害物质分解成无害物质,降低了消耗,能够更加彻底地处理废水。

2、处理水中有害的气体。

处于水中的有害气体往往极难处理,利用电浆技术,将水放入放电室内,通过高温高压的等离子体作用,氧和氢含量都得到分解和氧化,最终达到净化水质的效果。

四、电浆技术在空气污染治理中的应用空气污染治理是环境治理中的重要组成部分。

空气污染物的化学成分各异,电浆技术对于不同成分的空气污染物有着不同的应用方式。

其中,雾霾治理和烟气治理是电浆技术应用于空气治理的两个重要领域。

1、雾霾治理。

雾霾治理是当前环境治理的热点问题。

电浆技术可以将有害的大气污染分解成无害物质,是治理雾霾的重要手段。

大气电浆技术

大气电浆技术

大气电浆技术大气电浆技术是一种新兴的科学技术,它主要研究大气中的电浆现象及其应用。

电浆是物质的一种状态,它由离子、电子和中性粒子组成,具有高度的导电性和磁性。

大气电浆是指存在于地球大气层中的电浆现象,包括极光、闪电等自然现象,以及人工产生的电浆。

大气电浆技术的研究和应用涉及到物理学、化学、生物学、气象学、航空航天等多个领域,具有很高的科学价值和实用价值。

一、大气电浆现象及其产生机制1. 极光极光是大气电浆现象中最为壮观的一种,主要出现在地球的两极地区。

极光的形成与太阳风、地球磁场和大气中的气体分子相互作用有关。

当太阳风携带的高能粒子进入地球磁场时,它们会被磁场引导到地球的两个磁极附近。

在磁极附近的高层大气中,高能粒子与气体分子发生碰撞,使气体分子激发并电离,形成电浆。

这些电浆受到磁场的引导,沿着磁力线运动,形成极光。

2. 闪电闪电是大气中最常见的电浆现象之一,它是由于云层中的正负电荷分离导致的。

在雷暴过程中,云层中的水滴和冰晶相互碰撞、摩擦,使电荷分离。

当电荷分离达到一定程度时,云层中的正负电荷之间产生强烈的电场,使空气电离,形成电浆。

电浆中的电荷沿着电场线迅速移动,最终导致闪电放电。

3. 人工电浆人工电浆是指通过人为手段产生的电浆。

常见的人工电浆产生方法有:气体放电、激光放电、微波放电等。

这些方法可以使气体分子或原子被激发或电离,形成电浆。

人工电浆技术在科学研究、工业应用等领域具有广泛的应用前景。

二、大气电浆技术的研究进展1. 大气电浆观测技术大气电浆观测技术的发展为大气电浆现象的研究提供了重要手段。

目前,大气电浆观测技术主要包括光谱分析、无线电波探测、卫星遥感等。

光谱分析技术可以检测大气中离子和电子的成分和浓度;无线电波探测技术可以探测大气中的电磁波信号,了解电浆的运动和分布情况;卫星遥感技术可以从空间对地球大气层进行高分辨率观测,获取大气电浆的空间分布信息。

2. 大气电浆模拟技术大气电浆模拟技术是研究大气电浆现象的重要方法。

滑雪眼镜架电浆工艺流程

滑雪眼镜架电浆工艺流程

滑雪眼镜架电浆工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help yousolve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts,other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!在现代社会,滑雪运动越来越受到人们的喜爱,而随之而来的滑雪眼镜也成为许多滑雪爱好者必备的装备之一。

电浆喷射推进器的工作原理

电浆喷射推进器的工作原理

电浆喷射推进器的工作原理电浆喷射推进器(PPT)是一种现代航天技术,它利用离子或电浆推进剂产生的高速离子流来实现推进效果。

这种推进器的工作原理涉及离子加速、电场控制、磁场引导和反作用力等多个方面。

以下是关于电浆喷射推进器工作原理的详细解释和分点:1. 离子生成:电浆喷射推进器使用一种称为推进剂的物质,在推进剂箱中通过电离过程产生离子。

推进剂一般由气体(如氙气或氩气)或液体(如离子液体)构成。

通过加热或其他电离方法,原子或分子将电子失去或获得,生成正或负的离子。

2. 离子加速:离子经过电场加速,得到较高的速度。

电浆喷射推进器通常包含带有高电压的加速极板(阳极)和带有低电压或负电压的阴极。

电场会推动正离子向前加速,并在进一步的过程中使其获得较高速度。

3. 电场控制:电浆喷射推进器通过使用电场来控制离子流的方向和速度。

通常使用多极配置的电场来实现这种控制。

电浆喷射推进器中常见的多极配置包括栅栏和排鞘磁体。

这些电场装置可以精确控制离子流的流向和速度,以满足航天器的推进需求。

4. 磁场引导:电浆喷射推进器还使用磁场来引导和聚焦离子束。

通过使用磁体和电子流,可以在电场控制的同时施加磁力,使离子束成为更加致密和高速的束流。

这种磁场引导可以提高推进器的效率,并有效地将离子束引导到所需的方向。

5. 反作用力:根据牛顿第三定律,离子喷向后方产生的推力会产生相等大小的反作用力。

这使得航天器能够获得有方向的推进,并移动到预定的轨道上。

由于离子的速度很高,尽管推力较小,但推进器在长时间的工作中能够产生足够的动力。

综上所述,电浆喷射推进器的工作原理涉及离子生成、离子加速、电场控制、磁场引导和反作用力等多个方面。

通过精确控制离子流的方向和速度,电浆喷射推进器能够提供长时间持续的推进力,为航天器提供精确的推进能力。

这种推进器在航天领域有着广泛的应用,可以为太空任务提供高效、经济的推进方案。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
hv
原子核
基態
分解碰撞(Dissociation Collision)
电子和分子碰撞时,如果因撞击而传递到分子的能量会 比分子的键结能量要高戥,那就能打破化学键并且产生 自由基(Free Radicals)
e- + AB → A + B + e AB 是分子,而A和B两者都是由分解碰撞所產生的自由
在抽至高真空的反应室内的两个平行板电极之 间加上电压来產生电浆
电浆的产生
由於这两个平行板 电极就好像电容器 中的电极,所以也称 為电容耦合型 (Capacitively Coupled)电浆源
RF电浆的产生
两电极中通RF高电压,产生交流电场 如RF能量够高,自由电子会被加速 直到自由电子得到足够的能量来和反应室中的
游离率也与压力,电极间的距离,製程气体的种 类以及电浆反应器的设计有关
控制施加的功率→控制电子能量→控制游离率
电浆的产生
直流电浆源[Direct Current (DC) Plasma], 用 于离子佈植机(Ion Implanter)
射頻电浆源[Radio Frequency (RF) Plasma], 用于感应式耦合电浆(ICP)
离子化碰撞(Ionization Collision)
当电子与一个原子或一个分子相碰撞,它会将 部分的能量传递至受到原子核或分子核所束缚 的轨道电子上
如果轨道电子获得的能量而足以脱离核子的束 缚,它就会变成自由电子
e- + A → A+ + 2 e (e-代表电子,A代表中性原子或分子,而A+代表
原子或分子碰撞以产生另一个离子和另一个自 由电子 离子化碰撞是一连串的反应,因此整个反应室 就迅速地充满了等量的电子和离子,也就是充 满了电浆
电浆中的碰撞
有许多非弹性碰撞的种类会同时发生在电浆中: 电子和中性分子、中性分子和离子、离子和离 子、电子和离子等
使用在半导体製程中的电浆而言,有叁种碰撞 是最重要的: 离子化碰撞(Ionization Collision), 激发和松弛碰撞(Excitation-Relaxation Collision),以及分解碰撞(Dissociation Collision)
基 自由基是至少带有一个不成对电子的一种分子碎片,因
此并不稳定 自由基在化学上是非常活泼的,因為它们有一种狠强的
倾向去抢夺其他原子或分子的电子以形成稳定的分子
分解碰撞(Dissociation Collision)
自由基能够促进蚀刻和CVD反应室的化学反应 例如, 在氧化物蚀刻和CVD反应室清洁的步骤
激发原子或分子会迅速地松弛到原来的基态, 并以光子的型态把它从电子撞击中所获得的多 餘能量释放出来,即是发光
A* → A + hv hv 是光子能量, h是蒲朗克常數,v为決定电浆发光顏色
的发光頻率
松弛过程(Relaxation Collision)
1
h: 蒲朗克常數 v: 光子頻率
hv 激發態
e- + A → A* + e-
A*是激发状态下的A,撞(Excitation Collision)
1
基態電子
激發態電子
撞擊電子
入射撞擊電子
原子核
原子核
松弛过程(Relaxation Collision)
激发状态既不稳定而且短暂,在激发态轨道的 电子无法在此能量较高的轨道层中停留太久, 它会掉回到最低的能阶或基态,这个过程就叫 松弛(Relaxation)
在电浆中,电子的浓度大约和离子的浓度相等, 即ne = ni
电子浓度对所有气体浓度的比例被定义為游离 率(Ionization Rate)
游离率 = ne/(ne+nn) ne =电子浓度,ni =离子浓度,nn =中性原子或分
子的浓度
电浆的成份
半导体製程所使用之电浆的游离率通常都狠低, 例如PECVD所產生的游离率大約是小于 0.0001%,RIE的大约是小于0.01%,而ICP的大约 是1至5%
正离子)
离子化碰撞(Ionization Collision)
12
軌道電子
入射撞擊電子
原子核
原子核
兩個自由電子
激发和松弛碰撞(Excitation-Relaxation Collision)
在碰撞的过程中,有时候轨道电子无法获得足 够的能量来逃脱原子核的束缚
但碰撞后,电子能传递足够的能量而使轨道电 子跃升到能量更高的轨道层, 这个过程称为激 发(Excitation)
中: e- + CF4 → CF3 + F + e-
分解碰撞(Dissociation Collision)
入射撞擊電子
B A
B A
电浆的基础原理
1
电浆的定义
电浆 (plasma) 又名等离子 定义: 具有等量的正电荷和负电荷的离子气体,
就是有着带电与中性粒子之準中性的气体 以能量而言,可将电浆视為物质的第四态
Solid → Liquid → Gas → Plasma
电浆的成份
成份: 中性原子或分子,负电(电子)和正电(离 子)
相关文档
最新文档