大气压下Ar/CF4纳秒脉冲放电等离子体特性

探索大气压下Ar/CF4放电产生的高活性含氟等离子体的特性,为含氟基团的材料改性提供理论和试验支持,选取纳秒脉冲电源对Ar/CF4混合气体进行同轴管状介质阻挡放电研究.改变CF4的体积分数后,测量气体放电的点火电压和脉冲电流,拍摄其放电发光图像,同步采集气体放电的发射光谱图.利用玻尔兹曼斜率法计算放电产生的等离子体的电...     

高频无极环形气体放电离子源理论的研究——Ⅲ、外磁场中的共振特性

本文研究了在外加磁场中(包括纵向、横向和四极磁场等三种磁场构形)高频无极环形气体放电的共振特性.阐明了共振放电的性质和给出了产生共振放电的物理条件.     

铁电体的极化疲劳和历史记忆效应

电滞回线是研究铁电性的重要方法,但其中非线性电导,非线性顺电电容等非铁电性的影响难以消除.为此提出了微分电滞回线方法以取代传统的电滞回线.基于该方法,可将回线中各种非铁电性的贡献定量地分离出来,从而得到纯铁电性的贡献.对锆钛酸铅(PZT)和钛酸钡(BST)陶瓷样品的测量结果表明,纯铁电微分回线可用若干个高斯函数精确拟和,铁电体的极化疲劳就表现为高斯函数个数、峰位、峰高、半高宽等参数在外加作用下持续变化.实验还进一步证明,疲劳效应与铁电体所经历的热力学历史密切相关.     

高频无极环形放电离子源理论的研究——(1)场分布和等离子体特征参数

高频无极环形气体放电空间的电磁场分布是研究高频无极环形气体放电离子源—系列物理、技术问题的最基本的前提.本文给出了电磁场分布表达式和等离子体特征参数,并进一步给出了有关量的计算公式.     

PLZT(7/40/60)薄膜介电驰豫特征的研究

利用溶胶-凝胶技术制备PLZT薄膜,对样品进行X射线衍射和高频介电谱测试,结果表明:薄膜为钙钛矿结构,呈现[110]择优取向,100 MHz介电温谱显示该薄膜具有弛豫铁电体特征,介电频谱表明PLZT薄膜具有介电弛豫特征,体现温度弥散特性,通过理论拟合Cole-Cole曲线得到弛豫时间的分布函数,结合弛豫铁电体特性,时介...     

双层铁电薄膜的性质研究

利用推广的Ginzburg-Landau-Devonshire(GLD)理论,研究了二级相变双层铁电薄膜的界面对其性质的影响.结果表明:界面的影响是减小两层中的自发极化的差别,改变一种铁电层的相对厚度会使整个薄膜的平均自发极化发生改变;电滞回线的特性与体材料的电滞回线的特性基本一致.     

空气湿度对静电放电参数低重复性的影响分析

静电放电发生时，放电间隙的电性质具有非线性和离散性，用静电放电模拟器进行的测试结果，存在着重复性低的问题。统一考虑放电间隙放电参数的非线性和离散性，深入认识间接（空气）放电的本质特性对此类研究显得非常必要。本文通过改变环境湿度获得相应的固定间隙静电放电情况下电流峰值的差异，试图对实验结果进行理论上的分析讨论。     

改性聚酰亚胺的真空直流沿面闪络特性

研究改性技术对聚酰亚胺(PI)的真空直流沿面闪络特性的影响并分析其闪络机理。采用半导电微粉对PI进行改性,在10-3 Pa以下实验研究改性前后PI材料的直流闪络特性。结合扫描电子显微镜观测到的闪络试样表面状态以及复合试样的二次电子发射系数测试结果,分析高真空背景下的直流闪络机理。实验结果表明:采用具有非线性电导特性的纳米改性剂对PI进行改性,可以显著提高材料的真空直流沿面闪络电压,采用微米改性剂时其闪络电压反而低于纯材料;纳米改性在降低PI材料表面二次电子发射系数的同时也会增加表面粗糙度;在闪络即将发生时,材料表面有气体逸出现象。结合用扫描电镜观测到的表面微孔现象以及物理分析,认为纳米改性后的复合试样具有更低的电子诱导脱附系数,由此而导致的气体解吸附是影响真空直流电压下沿面闪络的关键因素。     

静电放电参数低重复特性分析

静电放电发生时,由于气体压强、空气湿度、电极表面状况、环境温度等因素的影响,相关放电参数(击穿电压、电流、电场、磁场、峰值、弧长、上升斜率等)具有低重复特性。我们通过相关放电参数的处理来研究带电体和受电体之间间隙的电性质。从理论上和实验上深入研究放电间隙电性质的低重复特性,对于充分认识和把握静电放电的本质,对于静电放电危害的防护,有十分重要的理论意义和实际意义。通过改变静电放电发生器实验环境温度来获得相应的固定间隙放电情况下电流峰值的差异。试图从理论上对静电放电条件下所获得电流峰值的低重复特性加以初步的分析讨论。     

介质阻挡放电中气流对放电特性的影响

研究了介质阻挡放电中放电特性随气体流量的变化.结果表明,击穿电压、放电的空间分布、电流波形等均随气体流量的改变而改变.击穿电压在静态气体中最高,随气体流量的增加呈现复杂行为;放电的空间分布在气体流量增加过程中由类四边形斑图转变为均匀的类辉光放电,最后出现局部的条纹斑图;而此过程中电流的脉冲数则先减小后增加.实验发现,存在一个适当的气体流量,使得击穿电压出现最低值,放电区呈现均匀的类辉光放电.     

工作气压对氩射频电感耦合等离子体模式转换的影响

摘要:等离子体技术在半导体芯片刻蚀工艺中的应用越来越广泛.研究等离子放电机理和工作条件就显得尤为重要.本文采用Langmuir探针诊断装置测量电子温度和等离子体密度,利用发射光谱诊断装置测得的光谱强度来判断实验腔室内的放电模式.结果表明,等离子体放电可以在E模式和H模式相互转换,并且等离子体密度和光谱强度随着功率的变化而出现反向滞后现象.当工作气压在0.36Pa到0.42Pa区间时,滞后现象将不再存在.此外,随着真空室气压的增大,E-H模转换的跳跃功率先减小而后增大,在工作气压为0.39Pa时最低.射频功率越大,气体保持H模式放电所需气压的范围越大.这些都能为实际工业生产中的气压控制提供参考依据.     

Development of Numerical Model for Radio Frequency Atmospheric Pressure Glow Discharges in Argon

A one-dimensional,self-consistent fluid model is developed for a computational investigation on discharge characteristics and dynamics of radio frequency (RF) glow discharges in atmospheric argon,which are demonstrated through the spatial and temporal profiles of plasma species,electric field,and mean electron energy.Furthermore,in the discharge current density range from 7.1 mA/ cm2 to 119.5 mA/cm2,different discharge operation modes of α and γ are indicated by changing differential conductivity of voltagecurrent characteristics and sheath dynamics in terms of sheath voltage and sheath thickness.     

Surface modification of poly（vinyl chloride） by long-distance and direct argon RF plasma

AS AN ELECTRICALLY NEUTRAL, HIGHLY IONIZED GAS COM- POSED OF IONS, ELECTRONS, AND NEUTRAL PARTICLES, PLASMA IS A PHASE OF MATTER DISTINCT FROM SOLIDS, LIQUIDS, AND NOR- MAL GASES,KNOWN AS THE FOURTH STATE OF MATTER[1]. RECENT YEARS SEE GREAT PROGRESS IN P…     

微波等离子体电子回旋共振放电粒子模拟分析

电子回旋共振放电产生的等离子体在微电子工业中材料加工、空间电推进方面有着广泛的应用。为了研究微波等离子体电子回旋共振的放电特性,使电子回旋共振放电产生的等离子体密度和能量转换效率更高,建立了微波等离子体电子回旋共振放电的1D3V模型,描述了带电粒子在外加静磁场、微波场共同作用下的微观运动。结果表明:微波频率为2.45 GHz时,随着静磁场磁感应强度的增加,平均电子能量先持续增大达到峰值,随后又不断地减小,且在0.087 5 T时电子加速效果最明显,结果符合电子的回旋频率公式,验证了该模型的正确性;共振区域内,发现在0.087 5 T磁感应强度下,微波频率为2.45 GHz下拟合的电子速度分布才与微波电场分布趋势相似,说明微波电场推动了电子运动。这为进一步研究微波等离子体放电的粒子模拟-蒙特卡罗碰撞模拟奠定了基础,也为进一步研究微波等离子体源中粒子产生效率及微波等离子体源的物理性质提供了重要参考。     

螺旋型天线螺旋波等离子体特性研究

为提高等离子体密度和工质气体电离率,本文采用螺旋天线产生的螺旋波激励Ar等离子体,并利用射频补偿Langmuir探针分析了等离子体的离子密度和电子温度特征.试验结果表明,气压增加的同时,随着功率的升高,螺旋波等离子体出现放电模式转换,提前进入螺旋波放电模式.在1.0 Pa压强下,当射频功率达到400 W时,等离子体进入螺旋波放电模式,此时扩展区域的等离子体密度超过1×10¹⁸ m^-3.电子密度在放电管中心区域最高,并沿径向逐渐降低.本文的研究结果将为大体积H₂螺旋波等离子体提供依据和经验.     

不对称电极上尘埃等离子体颗粒分布

针对不对称电极射频(radio frequency, RF)辉光放电,通过构建二维尘埃等离子体鞘层模型,研究了不对称电极附近鞘层电势和电子密度等参量分布,并对鞘层中的颗粒进行受力分析,研究了尘埃颗粒在鞘层中的分布特征.结果表明：不对称电极鞘层附近电势具有棘轮势特点,颗粒受鞘层电场约束悬浮在鞘层内,其所在平衡位置处的电势呈现不对称周期性变化.通过对比不同大小的颗粒,发现小颗粒悬浮在鞘层较高位置成链状分布,大颗粒的平衡高度靠近极板,被“钉”到不对称电极产生的势阱中.     

介质表面的辉光放电特性

为产生大面积片状等离子体,实验研究了在介质表面的直流放电氩等离子体特性. 测试了共面电极和对面电极两种结构下的放电伏安特性曲线和等离子体发光图像,讨论了介质表面效应对电场分布和放电特性的影响. 结果表明,这两种电极结构具有相似的放电特征,等离子体通道紧贴介质表面;二者伏安特性曲线基本相同,它们随放电条件的变化规律也比较相似,但与传统平板电极直流放电特性不尽相同. 介质表面影响电场分布和电荷损失机制,因而影响放电特性. 介质表面共面和对面电极结构可以产生高密度平面等离子体.     

射频辉光等离子体中的参量分布研究

根据双流方程提出了描述平板电极、低压射频辉光等离子体中带电粒子输运过程的自洽数值模型.并进行了数值求解,求得了各等离子体参量的时空分布以及一些参量的时间平均值的空间分布.由这些分布可得出射频气体放电的物理图像.     

等离子体处理对非织造布表面润湿性的效应

通过用等离子体处理非织造布的方法来提高其表面润湿性。电晕放电和低压辉光放电都对丙纶非织造布表面的润湿性有改善,低压辉光放电不涤纶非织造布表面的润湿性有改善。电晕放电处理非织造布的表面改性效果及改善维持时间都不如低压辉光放电。用等离子体处理非织造布来改善其表面润湿性的效果不能维持很长时间。等离子体处理可减小丙纶、涤纶非织造布表面与水的接触角,从而提高其表面的再润湿性。     

管型材料离子注入内表面改性研究进展

利用在管材中心引入同轴接地电极并在金属管材上加脉冲负偏压以产生径向离子加速电场,实现了金属管材内表面离子注入。目前国内外还有其它一些技术手段实现材料内表面改性,如脉冲放电爆炸金属箔注入、离子束溅射沉积、等离子体化学气相沉积法等。这些实验方法所遇到的主要问题是离子注入沿轴向不均匀、膜与基底结合不牢。在原实验方法基础上,又提出了一种新的方法——栅极增强等离子体源离子注入法。实验结果表明：此方法不但可以大大提高离子注入沿轴向的均匀性,而且可以实现气体离子和金属离子两种离子的共同注入。