Зонд Ленгмюра

Очистка зондов Ленгмюра, помещаемых в разряд, при плавающем потенциале, когда поток заряженных частиц на него равен нулю, не происходит. Очистка наиболее эффективна при ионном токе на зонд [114]. [c.226]

На рис. 1-7 показана принципиальная схема установки для распыления материалов в плазме газового разряда низкого давления с искусственным катодом. В верхней части вакуумного колпака помещается анод ], в нижней —вольфрамовый катод 2. Третьим электродом или зондом Ленгмюра служит мишень 3, используемая в качестве источника распыляемого материала. [c.23]

Одним из наиболее эффективных методов измерения концентрации положительных ионов является использование электростатических зондов Ленгмюра [61, 62] с отрицательным потенциалом и в режиме, когда ток ограничен диффузией. На рис. 3.13 показана обычная вольт-амперная характеристика маленького сферического зонда, введенного в нейтральную плазму поверхность второго электрода значительно больше поверхности [c.230]

Временное разрешение экспериментальной установки зависит от конкретных особенностей регистрирующих приборов. Так, резонаторные устройства и микроволновые приборы имеют плохое разрешение. Характерные размеры регистрирующих элементов этих устройств в среднем составляют 5 см и более. Все же размеры микроволновых резонаторов в некоторых случаях можно уменьшить до 3 мм в высоту. Зонды Ленгмюра — Вильямса имеют диаметр около 1 мм, хотя размер экранирующего слоя может быть значительно больше. Спектроскопические приборы с f/12 обеспечивают пространственное разрешение до 0,5 мм и имеют временное разрешение порядка 10 мкс. Электрические приборы, используемые для изучения явлений ионизации, по временному разрешению приблизительно на порядок уступают фотометрическим. Тем не менее временное разрешение в диапазоне 0,1—4 мс удовлетворяет требованиям большинства экспериментальных работ. Как правило, в таких экспериментах ограничения накладываются точностью измерений, а не временным разрешением используемых приборов. [c.213]

Вместо измерения потенциала зонда Ленгмюр предложил снимать вольтамперную характеристику тока на зонд и показал, как исследование хода этой характеристики может служить для [c.300]

В теории зонда Ленгмюра [35] содержится вся информация, необходимая для понимания простых процессов, происходящих па мишени, помещенной в плазму низкого давле тя. 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. После установления стационарного состояния толщина оболочки ё определяется уравнением Ленгмюра для области пространственного заряда [c.364]

Мишень, подобно большому отрицательно заряженному зонду Ленгмюра, помещается в плазму инертного газа или паров ртути очень высокой плотности. Высокая плотность плазмы в этом случае создается с помощью магнитных полей, которые позволяют увеличить плотность тока бомбардирующих ионов до 100 мА/см . Распыленные атомы, которые выбиваются из мишени большей частью в нейтральном (невозбужденном) состоянии, попадая в область плазмы, возбуждаются. При этом на спектральную картину излучения газового разряда накладывается пектр испускания атомов мишени. Используя монохроматор, отбирают яркие эмиссионные линии и с помощью фотоумножителя измеряют их интенсивность. Естественно предположить, что интенсивность спектральной линии приблизительно пропорциональна коэффициенту распыления. Кривую зависимости относительной интенсивности спектральной линии от энергии можно перевести в кривую энергетической зависимости абсолютных значений коэффициента распыления путем сопоставления с данными для вы- [c.376]

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 мм рт. ст.) При этом, правда, угол падения ионов ограничен направлением, нормальным к поверхности мишени. [c.379]

Экспериментальные исследования коэффициентов рекомбинации. Экспериментально коэффициенты рекомбинации измеряют по времени спадания концентрации электронов в распадающейся плазме после выключения электрического поля разряда. В более ранних работах ограничивались измерением только концентраций электронов с помощью зондов Ленгмюра или микроволновых методов. Сводка этих работ и их результатов приведена в [6]. В последние годы, однако, стало очевидным, что процессы рекомбинации более слон ны, чем это считалось раньше. До сих пор нет единого мнения о роли процессов диссоциативной рекомбинации (например, в гелии). [c.70]

Установка оснащена аппаратурой для спектральных (18—20), зондовых (14) измерений, СВЧ-диагностики (15). Спектры регистрируются не только с оси разряда. Измеряются также радиальные и продольные профили интенсивности. Предусмотрен вариант разрядной трубки, в котором по оси через шлиф, установленный вместо окна 21, вводятся зонд Ленгмюра, термопары или термозонды. [c.58]

Экспериментальные данные получены из измерений зондами Ленгмюра для тех же газов, атакже смесей паров металлов с инертными газами [114]. [c.77]

Электронную температуру и электронную концентрацию можно определить по классическому методу зондов Ленгмюра[ ]. Условия, необходимые для применения этого метода, подробно разобраны в статье Б. Н. Клярфельда Р]. [c.22]

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. При этом быстрые электроны плазмы смогут проникать сквозь оболочку и достигать зонда. В плазме низкого давления нет термического равновесия между электронами и газом (плохой обмен энергией вследствие большого различия в массах). Электроны имеют широкий спектр скоростей, соответствующий температуре п десятки тысяч градусов. По мере приближения потенциала зонда к потенциалу плазмы ток зонда, состоящий из тока собираемых электронов (и положительных ионов), будет экспоненциально увеличиваться. Наконец, электронная составляющая полного тока зонда более чем на два порядка превысит ионную составляющую, поскольку плотность электронного тока [c.365]

Проблема опреде.тения потенциала плазмы с помощью ленгмюровско-го зонда является достаточно ясной в случае разряда постоянного тока, в случае же ВЧ плазмы исследователей может подстерегать много неожиданностей. Фетц и Эшнер [42] предложили метод определения потенциала ВЧ плазмы с помощью зонда Ленгмюра с переменной площадью. Этот метод должен оказаться наиболее ценным в точных измерениях при изучении процессов заряда подложек, распыления других частей системы, кроме мишени, а также в измерениях разностей потенциалов между различными участками ВЧ плазмы. [c.369]

Зондовые методы. Зонд Ленгмюра и двойной плавающий зонд . Зонд Ленгмюра имеет непосредственный электрический контакт с плазмой. В этом случае температуру и концентрацию электронов можно определить, измеряя ток, текущий из плазмы на зонд прк изменении его потенциала. Когда потенциал зонда положителен относительно потенциала плазмы, зонд собирает только электроны плазмы, и через него проходит отрицательный ток. Дальнейшее увеличение потенциала зонда не изменяет существешю его ток вследствие [c.97]

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. [c.98]

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. [c.98]

Скорости пороговых процессов определяются ФРЭЭ и концентрацией электронов. Основная часть количественных экспериментальных данных о ФРЭЭ получена в настоящее время с помощью зондов Ленгмюра. Описание разновидностей этого метода и условия применимости можно найти в обзорах и монографиях [53, 114, 212, 220, 225, 226]. Теория, описывающая работу зондов при низком давлении, согласно которой возможно определение ФРЭЭ (или изотропной части ФР электронов по скоростям), неприменима, если не выполняется хотя бы одно из условий [c.42]

Например, для азота, если 1 эВ и р = 1 Тор, соотношение (2.2) справедливо приiVe 10 см [114]. Второе неравенство (2.1) является условием малости возмущений, вносимых зондом в плазму. Так как длина свободного пробега электронов в сла-боионизированной молекулярной плазме при р = 1 Тор составляет 10 см, а изготовление зондов диаметром, меньшим 10 см, технически трудно осуществимо, то верхний предел применимости зондов Ленгмюра для измерения ФРЭЭ составляет примерно 1 Тор [53, 114]. [c.43]

Таким образом, в настояш ее время зонды Ленгмюра являются практически единственным доступным методом измерения ФРЭЭ в неравновесной низкотемпературной плазме. Применимость их ограничена сверху давлениями р I — 3 Тор, а снизу — концентрациями электронов Ne 10 —Ю см . [c.44]

I — разрядная чрубка, 2 — электроды, 3 — источник питания, 4 — балластное сопротивление, S — схема модуляции напряжения, 6 — баллон с рабочим газом, 7 — балластный объем, S — капилляр для измерения расхода газа, 9 — манометры, Ю — баллон дяя отбора пробы на хроматограф, 11 — форвакуумный насос, 12 — сменный капилляр для изменения расхода газа, i i — ловушки, охлаждаемые жидким азотом, И — зонды Ленгмюра и схема зондовых измерений, 15 — СВЧ-резонатор для измерения концентрации электронов, 16 — масс-спектрометр, 17 — отверстие для отбора пробы, 18 — диафрагмы оптической системы, 19 — монохроматор с фотоэлектрической регистрацией спектра, 20 — окно для спектральных измерений, 21 — плоское окно или шлиф для установки термопар или зондов по оси разряда [c.56]

Часто встречаются попытки измерить температуру электронов с помощью одиночного или двойных зондов Ленгмюра в таких условиях, когда ФР электронов заведомо неравновесна. Такие измерения в лучшем случае дают сведения о ФР в узком диапазоне малых энергий электронов EjEg 1) и не могут быть использованы для анализа механизмов процессов. [c.84]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология