Зонд - ленгмюр
Cтраница 1
Зонд Ленгмюра и двойной плавающий зоне. Зонд Ленгмюра имеет непосредственный электрический контакт с: плазмой. В этом случае температуру и концентрацию электронов; можно определить, измеряя ток, текущий из плазмы на зонд при изменении его потенциала. Когда потенциал зонда положителен относительно потенциала плазмы, зонд собирает только электроны плазмы, и через него проходит отрицательный ток. [1]
В теории зонда Ленгмюра [35] содержится вся информация, необходимая для понимания простых процессов, происходящих на мишени, помещенной в плазму низкого давления. Условия в газоразрядной трубке и в высоковакуумной электронной лампе совершенно различны. Плазма имеет такую высокую электропроводность, что напряжение, приложенное к зонду ( мишени), не приводит к изменению электрического поля во всей трубке, а изменяет его только в непосредственной близости от зонда. Так, например, когда к электроду прикладывается отрицательное напряжение относительно плазмы ( или относительно анода, поскольку потенциал плазмы обычно близок к потенциалу анода), электроны плазмы, находящиеся вблизи электрода, отталкиваются от него и в приэлектродной области образуется оболочка из положительных ионов, сквозь которую ионы плазмы устремляются к электроду. Причем большая часть приложенного напряжения падает именно на этой ионной оболочке. [2]
Для понимания процессов, происходящих вблизи анода или при высокочастотном ионном распылении, необходимо рассмотреть участок вольт-амперной характеристики зонда Ленгмюра, соответствующий коллектиро-ванию зондом электронов. По мере уменьшения отрицательного потенциала на зонде относительно плазмы толщина ионной оболочки уменьшается. [3]
Ситуация оказывается более сложной в типичном случае газоразрядной плазмы, когда Те 2V При этом меняется сама структура слоев, окружающих зонд Ленгмюра. Как показал Вом [114], в этих условиях происходит проникновение поля в плазму, без нарушения ее квазинейтральности, на величину, определяемую энергией электронов. Это поле вызывает ускорение ионов вблизи зонда. За областью объемного заряда, непосредственно примыкающей к поверхности зонда, возникает промежуточная область - так называемый предслой, в котором квазинейтральность не нарушена, но существует электрическое поле, простирающееся до границы неискаженной плазмы. [4]
Зонд Ленгмюра и двойной плавающий зоне. Зонд Ленгмюра имеет непосредственный электрический контакт с: плазмой. В этом случае температуру и концентрацию электронов; можно определить, измеряя ток, текущий из плазмы на зонд при изменении его потенциала. Когда потенциал зонда положителен относительно потенциала плазмы, зонд собирает только электроны плазмы, и через него проходит отрицательный ток. [5]
 |
Зависимость показаний зонда полного напора от диаметра зонда ( числа Rejd. [6] |
Зонд Ленгмюра выполнен из вольфрамовой проволоки d0 2 мм, заключенной в чехол из кварца; толщина изоляции вблизи рабочего торца составила 0 02 мм. [7]
Для изучения нестационарной плазмы сконструированы электронные устройства, с помощью которых потенциал зонда быстро качается на протяжении всего периода модуляции плазмы. Такую схему для зонда Ленгмюра разработал Харп [18], а Олсен и Скарс-гард [19] с помощью двойного зонда исследовали нестационарную гелиевую плазму. [8]
Двойной плавающий зонд [17] является модификацией зонда Ленг - - мюра и состоит из двух идентичных зондов, погруженных в плазму на расстоянии около 1 см один от другого; в этом случае измеряют ток, текущий между этими зондами в зависимости от разности потенциалов. В отличие от одиночного зонда Ленгмюра двойной зонд находится под плавающим потенциалом относительно окружающей плазмы. В некоторых случаях это представляет определенное преимущество, например в случае плазмы ВЧ - или СВЧ-разрядов, где потенциал в любой точке внутри плазмы зачастую неизвестен. [9]
Точность работы с зондом Ленгмюра сравнительно невелика из-за интенсивной коррозии вольфрамового электрода 5, вводимого через шлифовой ввод. [10]
 |
Установка для ионно-плазменного распыления. [11] |
На рис. 1 - 7 показана принципиальная схема установки для распыления материалов в плазме газового разряда низкого давления с искусственным катодом. Третьим электродом или зондом Ленгмюра служит мишень 3, используемая в качестве источника распыляемого материала. Подложка 4 является электродом, на поверхности которого конденсируется распыляемый материал. Печь 5 служит для подогрева подложки. [12]
Поведение плазмы в ловушках с нарастающим полем изучалось различными методами, по набор использованных диагностических методик был сравнительно беден. Основные результаты были получены с помощью зондов Ленгмюра. [13]
Несоответствия частично возникают из-за возмущений, вносимых зондом Ленгмюра, и частично из-за того, что не совсем справедливо предположение о максвелловском распределении при интерпретации экспериментов по излучению. [14]
В случае распыления материалов ионами с меньшей энергией ( меньше 1 кэВ) максимальная плотность тока в пучке ионов, которая еще может быть получена, все же оказывается низкой вследствие ограничения тока пространственным зарядом. Наиболее успешными в этом случае являются методы, в которых мишень в виде большого отрицательного зонда Ленгмюра помещается в плазму низкого давления ( порядка 10 - 3 мм рт. ст.) При этом, правда, угол падения ионов ограничен направлением, нормальным к поверхности мишени. [15]
Страницы: 1 2