微電漿

微電漿,物理學概念,是指被限制在一個有限的空間範圍內的電漿具有常規電漿的一些特性。

定義

微電漿是被限制在一個有限的空間範圍內 (尺度為毫米量級甚至更低 )的等離子

體,兼具了常規電漿的一些特性,但由於放電尺寸縮小到毫米量級甚至更低,使得微放電電漿通常能夠運行在大氣壓條件下。

微電漿的分類

1. 基帶誘導微電漿

由一塊介質板, 一根帶狀電極,一塊接地平板電極,以及產生電漿的放電間隙組成。 放電間距一般為 0 . 2~ 0 . 5mm。 2. 45GH z的微波通過一根同軸電纜由 S MA接頭導入。


微波帶技術的使用不僅可以將微波精確指向間隙區, 同時也減少了不必要的外空間輻射損失, 有利於耦合效率的提高,從而獲得高密度電漿。2. 容性耦合微電漿

容性耦合電漿放電(又稱 E 模式放電),是通過匹配器和隔直電容, 將13.

56MHz的射頻功率施加到兩塊平行平板電極上,使石英板中寬度為200~500um 的矩形溝槽內的He放電形成電漿,放電功耗在5~25W 之間。3. 感應耦合微電漿

感應耦合電漿放電(又稱 H模式放電 )的原理主要是將射頻電流經由匹配電路傳輸給感應線圈,線圈通過感應形成感應電場,從而激發並維持電漿。


感應耦合微電漿系統是無電極放電,可以長時間操作而不發生任何損害,但該系統通常需要運行在低於1torr的環境下工作, 因而限制了其套用。4. 介質阻擋微電漿

介質阻擋放電也被稱為無聲放電,通常由兩個平行電極組成,其中至少有一個電極表面覆蓋有電介質,當兩極間加上交流高壓或脈衝時,兩極間的氣體被擊穿發生介質阻擋放電。


介質阻擋放電是低溫電漿,可以在大氣壓下低功耗、低氣體消耗下操作,在發展攜帶型小型儀器方面有得天獨厚的優勢。5. 毛細管微電漿

電介質毛細管覆蓋在一個電極表面或同時覆蓋在兩個電極表面,毛細管的直徑從 0 . 01~ 1mm不等, 長度-直徑比值從 10: 1到 1 : 1 。在高氣壓下放電時,毛細管末端產生高強度電漿射流,形成電漿

電極。
頻率對毛細管放電有著很大的影響,該頻率值與長度-直徑比值和工作氣體有很大關聯,毛細管放電有很好的均勻性。6. 微空心陰極微電漿

微空心陰極採用細圓筒空心電極為陰極,空心陰極的孔徑尺寸為亞毫米量級。在微空心

陰極放電過程中, 雙極場勢阱的束縛使得大部分電子被約束在放電腔中,壽命得以延長, 這有利於增加背景氣體的電離,提高電漿密度。
該結構也稱“微腔放電”或“微結構點擊放電”。

微電漿的優勢

1. 無需常規電漿使用的真空系統,不僅節省成本,也省去了大量的真空獲取時間
2. 微電漿氣體消耗和能量耗費低,因此操作費用低,容易開發價格低廉的儀器
3. 微電漿放電同樣遵循帕邢定律,因此運行在大氣壓條件下的微電漿裝置輕巧、便攜
4. 與常規電漿相比,微電漿有更高的電漿密度和更好的穩定性

微電漿的套用

微電漿的套用十分廣泛,涵蓋了各行各業。

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