【摘要】:直流辉光放电离子源和射频辉光放电离子源中,原子的离子化机理是类似的。与电子碰撞和彭宁电离相比,其他电离方式对离子化的贡献小得多。表1.1 氩气辉光放电中的电离方式电离方式还受到放电条件的影响,如同轴型辉光放电离子源在50~250Pa、1~1.5kV和0~10mA条件下,彭宁电离就可能是主要电离方式。
直流辉光放电离子源和射频辉光放电离子源中,原子的离子化机理是类似的。当从阴极溅射出来的原子通过扩散进入负辉区后,主要通过两种方式电离:与电子碰撞和与亚稳态Ar原子(Ar*)碰撞。辉光放电的电子密度高,其能量分布也很宽。当电子与从阴极溅射出来的原子M碰撞时,会使其电离:
除惰性气体、H、N、O和卤素(F、Cl、Br)原子外,其他多数元素原子的第一电离能都小于Ar原子的两个亚稳态能级(11.55eV和11.72eV),当Ar*和从阴极溅射出来的原子碰撞时,较容易将其电离,形成正离子:
这种电离也称为彭宁电离(Penning ionization)。辉光放电中的电离方式见表1.1。与电子碰撞和彭宁电离相比,其他电离方式对离子化的贡献小得多。
表1.1 氩气辉光放电中的电离方式(www.xing528.com)
电离方式还受到放电条件(如电流、电压、气压和放电装置的几何构造等)的影响,如同轴型辉光放电离子源在50~250Pa、1~1.5kV和0~10mA条件下,彭宁电离就可能是主要电离方式。
Marcus[18]用Langmuir探针技术测量了同一辉光放电装置分别在直流和射频模式工作时,等离子体中带电粒子的分布情况(表1.2)。从测量的结果看,在直流模式下,等离子体中电子和离子的密度略高于射频模式。
表1.2 同一辉光放电装置分别在直流(dc)和射频(rf)模式工作时的情况比较
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