射频等离子体(RF等离子体)是在气流中通过外部施加的射频场形成的。当气体中的原子被电离时(即电子在高能条件下与原子核分离时),就会产生等离子体。这种电离过程可以通过各种方法实现,包括热、电和电磁。
等离子的基本属性
从物理学角度来看,“等离子体”的定义是:
一种由离子、电子和中性粒子组成的电中性、高度电离的气体。它是物质的一种状态,被认为不同于固体、液体和普通气体。
一种物质状态,其中部分或全部电子已从其母原子中分离出来。带负电的电子和带正电的离子独立移动。等离子体通常与极高的温度有关。
例如,太阳的大部分是由等离子体构成的。
等离子体是一种低密度气体,由电子,正离子和中性粒子组成,整体表现为电中性,被认为是物质的第四种状态。严格地说,太空中的几乎所有气体都可以称为“等离子体”,尽管当温度低于约726.85℃时,只有一小部分原子被电离。太空中非常低的密度使电子可以不受太大阻碍地传播,因此太空几乎是一个完美的电导体。虽然电荷可以自由移动,但平均而言,即使是在很小的体积内(比如一百万公里),宇宙等离子体也总是中性的。太空中的等离子体被磁场渗透。
等离子体如何发生
激发频率为40kHz的等离子体为超声等离子体:物理反应;
激发频率为13.56MHz的等离子体为射频等离子体:物理反应+化学反应;
激发频率为2.45GHz的等离子体为微波等离子体:化学反应。
RF(射频)功率广泛用于等离子体生成,特别是在半导体制造、表面处理和等离子体蚀刻等应用中。以下是 RF 功率如何产生等离子体的简单说明:
RF 发生器:该过程从 RF 发生器开始,它产生高频交流 (AC) 功率。
电极:该 RF 功率提供给真空室内的电极。这些电极的配置可能有所不同,但通常一个电极通电(连接到 RF 发生器),另一个接地。
电场:RF 功率的应用会在电极之间产生振荡电场。随着电压的增加,电场的强度也会增加。
电离:在室内存在气体(如氩气、氧气或氮气)的情况下,强电场会使气体分子电离。气体原子中的电子获得足够的能量以逃离其原子轨道,从而产生离子和自由电子。
碰撞和激发:自由电子从电场获得动能并快速穿过气体。这些电子与其他气体原子发生碰撞,进一步电离它们,并在链式反应中产生更多的自由电子和离子。这个过程被称为碰撞电离。
等离子体形成:随着这个过程的继续,离子和电子的密度增加,导致等离子体的形成——一组带电粒子,它们总体上是电中性的,但反应性很强。
维持等离子体:必须持续供应射频功率以维持电场、维持电离过程并保持等离子体状态稳定。可以调整射频信号的频率和功率水平来控制等离子体的特性。
全部0条评论
快来发表一下你的评论吧 !