Оптико-эмиссионный спектрометр тлеющего разряда
Что такое оптический эмиссионный спектрометр тлеющего разряда?
Спектроскопия тлеющего разряда — это новый тип метода анализа поверхности, который позволяет проводить прямой анализ твердых образцов. На протяжении многих лет метод профилирования глубины свечения широко использовался в области анализа поверхности материалов, и люди все больше ценят этот метод. Оптико-эмиссионный спектрометр тлеющего разряда Предлагает уникальные и незаменимые преимущества при профилировании поверхности и глубины материалов. Первоначально тлеющий разряд спектрометр Этот метод возник в сталелитейной промышленности и в основном использовался для определения толщины оцинкованных стальных листов и пассивирующих пленок на стальных поверхностях.
Что такое тлеющий разряд?
Физическое явление распада газа под действием электрического поля и проведения электричества обычно называют газовым разрядом. Существует две формы газового разряда: тлеющий разряд и дуговой разряд. Тлеющие разряды Они подразделяются на нормальные и аномальные тлеющие разряды. Они являются основными компонентами магнетрона. распыление Процесс нанесения покрытия для получения плазмы.
Тлеющий разряд (или аномальный тлеющий разряд) может быть сформирован с помощью постоянного или импульсного постоянного тока через газовый разряд, а также с переменным током (прямоугольная волна, биполярный импульс, мощность ПЧ, синусоидальная волна, ПЧ и ВЧ) через газовый разряд в вакуумной камере. В газовом разряде, какой рабочий газ, высокое или низкое давление воздуха, размер плотности тока, распределение и высокая или низкая напряженность электрического и магнитного поля, различные материалы, форма и характеристики расположения электрода и другие Факторы будут влиять не только на процесс и характер разряда, но и на характер и цвет излучения света при разряде.
А. Тлеющий разряд постоянного тока
а. При подаче постоянного напряжения между катодом и анодом оставшиеся электроны и ионы в рабочем газе в камере совершают направленные движения под действием электрического поля, поэтому ток увеличивается от нуля.
б. Когда напряжение между электроды Если ток достаточно велик, все заряженные ионы могут достичь своих электродов, когда ток достигает определенного максимума.
c. Когда напряжение разряда между электродами превышает определенное критическое значение (напряжение тлеющего разряда), разрядный ток резко и быстро возрастает, а напряжение между катодом и анодом резко падает и остается на более низком стабильном уровне. Рабочий газ подвергается пробою и ионизации, образуя плазму и самоподдерживающийся тлеющий разряд, который является основным процессом «разряда Таунсенда», также известного как малотоковый нормальный тлеющий разряд.
d. Катод магнетронной мишени подключен к отрицательному полюсу источника питания мишени, а анод — к положительному полюсу источника питания мишени. Нормальное распыление должно происходить в режиме работы «области аномального тлеющего разряда» на вольт-амперной характеристике газового разряда. Его особенность заключается в том, что с увеличением выходной мощности магнетронной мишени рабочий ток распыления также должен синхронизироваться с медленным нарастанием.
Б. Импульсный тлеющий разряд постоянного тока
Команда газоразряд одиночного импульса импульсного или синусоидального полуволнового питания мишени ПЧ должно соответствовать характеру изменения участка аномального тлеющего разряда вольт-амперной характеристики газового разряда постоянного тока и предшествующего участка. Его можно рассматривать как вольтамперную характеристику газового разряда при воспроизведении единичного импульса разряда. Импульсный источник питания мишени постоянного тока начинает распыление свечения во время импульса и естественным образом гасит свечение между импульсами (трудно различить невооруженным глазом из-за высокой частоты).
После распыления мишени тлеющим разрядом, если частота повторения выходных импульсов источника питания достаточно высока и проводящие ионы в вакуумной полости не полностью нейтрализованы, это приведет к повторному (более позднему) повторению импульса напряжения повторного накала и рабочее напряжение мишени распыления близко или одинаково. Если тлеющий разряд распыляемой мишени после частоты повторения выходных импульсов источника питания очень низок или время гашения дуги слишком велико, а проводящие ионы в корпусе вакуумной полости в значительной степени нейтрализованы, это приведет к повторному повторению импульса второго (более позднего) повторения. -напряжение накала до более высокого значения, и накал зажигания при высоком напряжении близком или одинаковом.
Принцип работы оптико-эмиссионного спектрометра тлеющего разряда
Оптико-эмиссионный спектрометр тлеющего разряда является эмиссионным спектрометром. Он работает за счет использования источника света для перевода элемента образца в возбужденное состояние, и когда внешние электроны элемента образца возвращаются из высокоэнергетического состояния в низкоэнергетическое, излучается характеристический спектр. Характеристические спектры элементов в образце анализируют по излучению элемента.
Лампа тлеющего разряда является источником света прибора с тлеющим разрядом, а в источнике света с тлеющим разрядом RF есть два электрода. Одним из них является трубчатый медный электрод диаметром 4 мм, который является анодом, а анод заземлен. И образец в качестве катода, обеспечивающий поддержание ВЧ-потенциала, это потенциал, генерируемый высокочастотной (ВЧ) индукцией мощности. Газ аргон низкого давления заряжается в лампе тлеющего разряда, и в лампе спонтанно генерируется небольшое количество ионов аргона, которые проходят через зазор анод-катод под действием ВЧ-потенциала, вызывая генерируемые высокоскоростные колебания. . Ускоренные ионы аргона и атомы аргона сталкиваются, создавая больше ионов и электронов аргона, создавая образование плазмы, которое также известно как тлеющий разряд. Высокоскоростные ионы аргона в плазме достигают поверхности образца (катода), так что материал на поверхности образца равномерно распыляется и диффундирует в плазму тлеющего разряда. Диффузия диссоциирует и атомизируется в плазме, которая возбуждается и вызывает излучение характеристических спектров компонентов образца.
Свет от образца фокусируется и спектроскопируется с помощью оптической системы и достигает HDD-детектора с высоким динамическим диапазоном, который принимает световой сигнал. Оптический сигнал преобразуется в электрический сигнал и отправляется на компьютер для обработки с помощью электронной системы управления. Компьютер оснащен специальным программным обеспечением, которое сравнивает заданную в программном обеспечении стандартную кривую с сигналами интенсивности света различных элементов, чтобы можно было измерить концентрацию каждого элемента.
Тлеющий разряд против плазменной очистки
А. Что такое плазма?
a. плазма Технология нанесения покрытий методом вакуумного магнетронного распыления обычно осуществляется путем разряда рабочего газа под действием электрического поля. Атомы, составляющие молекулы, приобретают достаточно кинетической энергии, чтобы начать отделяться друг от друга, внешние электроны атомов освобождаются от ядра, а атомы, теряющие электроны, становятся положительными ионами. Этот процесс называется ионизацией. Плазма — это ионизированный газ, совокупность ионов, электронов, высокоэнергетических атомов и т. д. В этом агрегате положительные ионы и электроны всегда появляются парами, в приблизительно равном количестве, и все это квазиэлектрически нейтрально. Это ионизированное состояние, состоящее из заряженных частиц, и называется четвертым состоянием материи — плазменным состоянием.
б. К газовому разряду прикладывается напряжение или электрическое поле для образования плазмы, сопровождающейся движением проводящих ионов, частиц, электронов и т. д. В этот момент они протекают через плазму с электрическим током, который и является проводимостью плазмы.
c. В процессе осаждения из паровой фазы рабочий газ и атомы металла-мишени ионизируются под действием высокоэнергетических электронных ударов, образуя плазму, состоящую из электронов, ионов газа, ионов металла и других проводящих частиц.
Б. Очистка тлеющим разрядом
Устройство, используемое для создания плазма в машина для плазменной очистки устанавливается в герметичном контейнере с двумя электродами для создания электрического поля, при этом вакуумный насос для достижения определенной степени вакуума.
По мере того, как газы становятся все тоньше и тоньше, расстояние между молекулами и расстояние свободного движения молекул или ионов также увеличиваются. Под действием электрического поля они сталкиваются и образуют плазму. Эти ионы обладают высокой реакционной способностью, и их энергии достаточно, чтобы разорвать почти все химические связи и вызвать химические реакции на любой открытой поверхности. Разные газы плазмы обладают разными химическими свойствами. Например, плазма кислорода обладает высокими окислительными свойствами и может окислять реакцию фоторезиста с образованием газа, таким образом достигая эффекта очистки. Плазма коррозионно-активного газа имеет хорошую анизотропию, поэтому она может удовлетворить потребности травления. Применение плазменной обработки излучает свечение, поэтому его называют обработка тлеющим разрядом.
Во время тлеющего разряда электроны и положительные ионы движутся к аноду и катоду соответственно под действием электрического поля на обоих полюсах разряда и накапливаются вблизи полюсов, образуя область пространственного заряда. Поскольку дрейфовая скорость положительных ионов намного меньше скорости дрейфа электронов, плотность заряда в области пространственного заряда положительных ионов намного больше, чем в области пространственного заряда электрона, что делает все межполярное напряжение почти полностью сосредоточенным в узкой области около катод. Это важная особенность тлеющего разряда. А в обычном тлеющем разряде напряжение между двумя полюсами не меняется в зависимости от тока.
Как купить спектрометр оптического излучения тлеющего разряда?
Если вы заинтересованы в нашем Оптико-эмиссионный спектрометр тлеющего разряда или есть какие-либо вопросы, пожалуйста, напишите по электронной почте info@antiteck.com, мы ответим вам как можно скорее.