An cuar sainiúil aimpéar volta de 172 nm doirteadh gáis solais excimer
3.3.7 Feiniméin Luminescence i Scaoileadh Gáis
Teicneolaíocht Nua-Aimseartha ian Plátáil
(Leanúint le Feiniméin Luminescence i Scaoileadh Gáis)
Luminescence Excitation
Aistreoidh adaimh atá sceitimíní athshondach ar ais go leibhéil chobhsaí fuinnimh laistigh de 10⁻⁸ s, rud a scaoilfidh an fuinneamh a ionsúitear le linn an aistrithe excitation. Astaítear an fuinneamh seo i bhfoirm fótón, rud a tháirgeann luminescence excitation. I gcás sceite brú íseal áirithe, mar iad siúd a bhaineann le xeanón, féadann an próiseas seo folús-radaíocht ultraivialait a ghiniúint freisin, lena n-áirítear solas excimer 172 nm.
Luminescence Recombination
Sa spás scaoilte, nuair a bhuaileann iain le leictreoin, athcheanglaíonn siad chun adaimh chobhsaí a fhoirmiú. Scaoiltear an fuinneamh a ionsúdh ar dtús i bhfoirm fótón le linn an phróisis athchuimsithe, rud a tháirgeann luminescence recombination.
Mar gheall ar dhifríochtaí i struchtúr adamhach agus i bhfuinneamh leibhéil fuinnimh leictreoin, athraíonn minicíochtaí luminescence excitation agus luminescence recombination, rud a fhágann go mbíonn dathanna éagsúla luminescence ann. Le linn plating ian, tarlaíonn próisis ar nós athmheascadh leictreon agus ian, trí chorp d’iain mhiotail, leictreoin, agus gáis imoibrithe, agus aistriú na n-adamh athshondach ar ais go stáit chobhsaí, rud a ghineann lonracht. Dá déine an ionization, is amhlaidh is láidre an déine solais. Tá leibhéil éagsúla fuinnimh leictreoin ag eilimintí éagsúla, mar sin tá a ndathanna luminescence difriúil: astaíonn argón spéir -solas gorm, agus taispeánann scannáin nítríde tíotáiniam a sil-leagann nítrigin 通入 dath dearg silíní. Ó na próisis imoibrithe thuas, is féidir a fheiceáil go n-imbhuaileann leictreoin ardfhuinnimh go leanúnach go neamhleaisteach le gás, sa spás díluchtaithe de phlátáil ian, rud a tháirgeann adaimh agus iain atá ardaithe ó thaobh fuinnimh de. Téann na hadaimh agus na hiain ardfhuinnimh seo faoi shraith imbhuailtí casta ansin le hadaimh gháis ísealfhuinnimh agus adaimh mhiotail, rud a fhágann iain agus adaimh de leibhéil éagsúla fuinnimh sa spás sceite. Líontar an spás urscaoilte le líon mór cáithníní gníomhacha, a bhfuil a gcuid fuinnimh i bhfad níos airde ná fuinneamh na n-adamh gáis a tugadh isteach agus na n-adamh miotail galaithe. Tagann na cáithníní ardfhuinnimh go léir sa spás plating ó leictreoin ardfhuinnimh. Dá bhrí sin, dá mhéad leictreon atá sa spás plating, dá mhéad cáithníní fuinnimh ard atá i láthair le linn plating, is amhlaidh is airde fuinneamh iomlán na gcáithníní scannáin, agus is amhlaidh is fabhraí d’imoibrithe ceimiceacha scannáin ardchaighdeáin a fhoirmiú. Déanann teicneolaíochtaí plating ian nua-aimseartha a ndícheall chun níos mó leictreon a fháil chun cur leis an dlús plasma sa spás plating, rud a fheabhsú an fuinneamh iomlán na gcáithníní scannán.
3.4 Doirteadh Gáis
3.4.1 Próiseas Doirteadh Gáis
Scaradh Maoile
Aslonnaigh an coimeádán; nuair a bhíonn an chéim bhfolús idir 1∼10 Pa, cas ar an soláthar cumhachta idir an catóide agus anóid. Ag an bpointe seo, luasghéaraíonn na leictreoin bhunaidh sa seomra folúis faoi ghníomhaíocht an réimse leictrigh. Nuair a shroicheann an fuinneamh leictreon luach áirithe, imbhuaileann siad le móilíní gáis neodracha agus iad a ianú. Luathaíonn iain i dtreo an chatóid, agus luasghéaraíonn leictreoin i dtreo an anóid; le linn an phróisis seo, tarlaíonn ianú imbhuailte níos mó, agus méadaíonn líon na gcáithníní luchtaithe go tapa, rud a chruthaíonn próiseas avalanche leictreon (ar a dtugtar urscaoileadh avalanche freisin), mar a thaispeántar i bhFíor 3-5 [3]. Is próiseas urscaoilte neamh-féinchothaithe é an scaoileadh seo; má bhaintear an fhoinse ianaithe bunaidh, stopann an t-urscaoileadh láithreach.
Ó chuar Paschen, is féidir a fheiceáil go bhfuil íosmhéid voltas catóide ag teastáil chun scaoileadh glow a thionscnamh. Léiríonn cleachtas, a luaithe a thosaíonn urscaoileadh gáis, go dtiteann an voltas urscaoilte go géar, rud a léiríonn nach bhfuil an voltas adhainte roghnaithe an voltas adhainte íosta. Go ginearálta, tar éis an gás a adhaint, laghdaítear an voltas urscaoilte go huathoibríoch go dtí an voltas a chothaíonn an t-urscaoileadh féinchothaitheach. Mar shampla, is é thart ar 265 V an voltas adhainte don urscaoileadh argóin le hábhair iarainn.
3.4.2 Volta-Cuar Saintréith Aimpéar an Doirteadh Gáis
Tomhas ar an gCuar Tréithiúil Volta-Aimpéar
Tugtar cuar saintréith an aimpéir ar an gcuar éagsúlachta voltais idir an dá leictreoid den sceitheadh gáis. I bhFíor 3-7 taispeántar an gléas chun an volta a thomhas -cuar sainiúil aimpéar an urscaoilte gáis [10], nuair is soláthar cumhachta DC é Eₐ agus is friotóir inathraithe é Rₐ. Tar éis duit an soláthar cumhachta Eₐ a chasadh air, tomhais an voltas agus an sruth idir na leictreoidí, agus breac an cuar éagsúlachta srutha voltais le linn scaoileadh gáis, .i. cuar sainiúil an volta-aimpéar [3−12].
Tréithe an Chuar Tréithe Volta-Aimpéar
I bhFíor 3-8 taispeántar cuar sainiúil an urscaoilte gáis ó bholta-aimpéar [3]:
Réigiún Neamh{0}Féin-Réigiún Dorcha Marthanach (Ⅰ)
I ndeighleog AB de Fíor 3-8, feictear sruth an-lag (10⁻¹² A) de réir mar a mhéadaíonn an voltas de réir a chéile ó 0. Gintear an sruth seo trí ianú spáis de bharr leictreoin iarmharacha sa spás. Sa réigiún seo, cé go n-ardaíonn an sruth urscaoilte leis an voltas idir-leictreoid, tá an sruth lag agus níl aon luminescence le feiceáil; tugtar doirteadh dorcha neamh-inbhuanaithe air seo, a bhaineann leis an bpróiseas urscaoilte Townsend atá cosúil le maoile.
Féin-Réigiún Sceite Dorcha Marthanach (Ⅱ)
Ag tosú ó phointe B, cuirtear tús leis an gcéim scaoilte féin-inbhuanaithe, ag táirgeadh maolán cosúil le scaoileadh Townsend. Tá an voltas ag pointe B (Vᵇ, ar a dtugtar voltas miondealaithe freisin) níos airde go ginearálta ná an voltas adhainte íosta Uₘᵢₙ faoi na coinníollacha turgnamhacha (p,d). Tá an solas lag le feiceáil sa mhír RC, ar a dtugtar an réigiún féin-chothabhálach scaoilte dorcha.
Réigiún Trasdula (Réigiún Scaoilte Corona Ⅲ, Réigiún Scaoilte Luath-Gnáthghloine Ⅳ)
Mura bhfuil an fhriotaíocht sa chiorcad mór, aistríonn an t-urscaoileadh go tapa go pointe E tríd an réigiún aistrithe: titeann an voltas go géar go Vₙ, méadóidh an reatha go tobann, agus feictear glow láidir ar an gcatóid, ag dul isteach sa ghnáth-réigiún urscaoilte glow.
Gnáth-Réigiún Scaoilte Glow (Ⅴ)
Ón gcuar sainiúil urscaoilte aimpéar ó volt, is é Vᵇ an voltas adhainte, agus is é Vₙ an voltas a chothaíonn gnáth-urscaoileadh glow cobhsaí (ie, Uₘᵢₙ i gcuar Paschen). Tar éis aistriú go dtí an gnáth-urscaoileadh glow ó phointe E, ní scaoileann ach cuid den dromchla catóide solas (ar a dtugtar an láthair catóide). Má laghdaítear an friotóir teorannaithe srutha méadaítear an t-achar glaise. Méadaíonn an sruth idir-leis an achar glow, ach fanann voltas an ghnáthscaoilte sléibhe tairiseach-tá sé seo ina shaintréith de ghnáth-urscaoileadh glow.
(Anótálacha le haghaidh Fíor 3-8: Volta-Cuar Tréithe Aimpéar an Doirteadh Gáis Ⅰ-Neamh-Réigiún Sceite Dorcha Inbhuanaithe Ⅱ{{6}Féin-Réigiún Sceite Dorcha Marthanach ⅢⅣ{{8}Réigiún Sceite Dorcha Inbhuanaithe Ⅲ №{8} Gnáth-Réigiún Sceite Glow Ⅴ-Réigiún Gnáth-Scoirte Glow Ⅵ-Réigiún Urscaoilte Glow Neamhghnácha Ⅶ-Réigiún Aistrithe ó Glow go Scairteadh Arc Ⅷ-Réigiún Urscaoilte Arc Vᵇ-Ignition Urscaoilte Glow}{14}}Ignition Urscaoilte Glow Voltas Urscaoilte Vᵍ-Arc)
Réigiún Scaoilte Glow Neamhghnácha (Ⅵ)
Nuair a chlúdaíonn an spota catóide dromchla iomlán na catóide (.i. ag sroicheadh pointe F), méadaíonn an sruth idir-leictreoidí de réir mar a mhéadaíonn an voltas idir-leictreoidí-is é seo an chéim urscaoilte glow neamhghnácha. Léiríonn deighleog FG tréithe urscaoileadh glow neamhghnácha, le dlús reatha an leibhéal mA/cm². In aice le pointe G, tá dlús reatha an chatóid an-ard; téitear an catóide áitiúil go stát astaithe teirmeach láidir, laghdaítear an fhriotaíocht spáis, titeann an voltas go géar, méadóidh an sruth go tobann, agus aistríonn sé go héasca chuig urscaoileadh stua.
Réigiún Trasdulta ó Glow go Arc Urscaoileadh (Ⅶ)
Ag tosú ó phointe G, titeann an voltas idir-leictreoidí go géar ó na céadta volta go dtí na deich volta, agus léimeann an dlús srutha ón leibhéal mA/cm² go dtí an leibhéal 100 A/cm². Is é pointe G an voltas adhainte stua, agus is é deighleog GH an réigiún aistrithe ó urscaoileadh glow neamhghnácha go dtí urscaoileadh stua. Tá an feiniméan seo éasca a bhaint amach má cheadaíonn an soláthar cumhachta.
Réigiún Scairte Stua (Ⅷ)
Ag tosú ó phointe H, téann sé isteach i réigiún cobhsaí a bhfuil voltas de dheich volta aige agus dlús srutha os cionn 100 A/cm². I bhfeidhmchláir speisialaithe, féadann timpeallachtaí comhchosúla ísealbhrú astuithe ultraivialait dian a tháirgeadh, amhail solas excimer 172 nm ó dimers xeanón corraithe.
