微波放电zzp教学文稿.ppt

USTC ABCD Lab交流放电按照频率划分可分为高频放电（兆赫兹以上的气体放电形式）低频放电（兆赫兹以下）低频放电的外观与直流放电一样，放电电流发生周期性改变高频放电由天线（电极）从外部获得功率，通过电磁场对电子的加速作用来产生和维持等离子体高频放电USTC ABCD Lab 在交流放电中，频率对击 穿电压 的影响很大，一般情况下高频比低频的击穿电压 低 高频放电中正离子在阴极引起的次级电 子发射过程对气体击穿和维持放电没有重要作用，这是其与直流放电的明显区别USTC ABCD Lab 高频放电虽与直流放电有些类似之处，但更重要的是由于放电机制不同产生了许多新的现象和特征，这些特征对等离子体化学反应来说是十分有利的，目前在实用化的非平衡等离子体工艺中，高频放电占绝对优势 高频放电USTC ABCD LabUSTC ABCD Lab 决定交流放电击 穿电场 、电流和带电 粒子密度的因素有：（1）工作气体性质和压强、电子平均自由程、电子与气体分子的碰撞频率（2）放电容器的尺寸（3）外加电场 E的频率f和波长外加电场 的强度为：USTC ABCD Lab E型放电中，通常基本的导电电流由位移电流和传导电流共同组成，放电由高频电场激发，传导电流并不闭合，放电比较弱。

H型放电中基本的导电电流具有闭合曲线的形式，由交变磁场感应的环形电场激发的，该放电可以调节得很强E型放电和H型放电USTC ABCD Lab感应耦合放电（H型放电）Matching BoxRF PowerGasVacuum chamberUSTC ABCD Lab微波放电（E型放电）简介 微波放电：微波放电是将微波能量转换为气体分子的内能，使之激发、电离以发生等离子体的一种气体放电形式通常采用的频率为2450MHz属分米波段USTC ABCD Lab 微波等离子体的发生方法 采用微波放电时 ，由微波电源发生的微波通过传输线传输 到储能元件，再以某种方式与放电管耦合，通过电 磁场将能量赋予当作负载 的放电气体，无需在放电空间设 置电极而功率却可以局部集中，因此可获得高密度等离子体 下一张图 是微波放电装置USTC ABCD LabUSTC ABCD Lab下图则是一种微波等离子体辅助CVD反应器，利用此反应器成功地在非常低的基片温度（约100度）下沉积出质量很好的氧化硅膜稍加修改后，也可用于其他合成化学反应USTC ABCD Lab微波等离子体的应用 1.微波等离子体快速制备光导纤维 2.微波等离子体做强功率激光的高效激发泵源 3.MPCVD制造太阳能电池薄膜 4.MPCVD制造Tc超导薄膜 5.微波等离子体刻蚀技术 6.MPCVD合成金刚石薄膜 7.低功率微波等离子体合成氨 8.低功率微波等离子体合成氮氧化物 9.微波等离子体合成与制备聚合物膜和无机膜USTC ABCD LabE型放电 在交变电场 中要使放电不受频率影响，间隙中的正离子必须在T/4内完全进入电极，不形成间隙中的空间电荷。

如果交变电场 正离子的迁移率为，则正离子的移动距离为为了计算最大频率，必须确定间隙距离d，使间隙距离等于x，则有USTC ABCD Lab由于外加电压反向之前最大的有效时间是T/4，则则电场 的最大频率为当电场频 率超过fmax时，正离子会在空间集聚如果放电频率一定，则放电最大间隙为f和d通常有下列关系USTC ABCD LabUSTC ABCD LabUSTC ABCD LabUSTC ABCD LabUSTC ABCD LabUSTC ABCD LabUSTC ABCD LabUSTC ABCD Lab。