等离子体导论之三课件.ppt

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1、等离子体物理PlasmaPhysics等离子体概述等离子体的概念等离子体的存在形式等离子体描述方法等离子体的发展历史等离子体分类及特点等离子体应用研究领域绪论等离子体分类及特点冷等离子体Te≠Ti,Ta热等离子体Te＝Ti,Ta电弧、碘钨灯极光、日光灯电子温度100000C1eV聚变、太阳核心高温等离子体低温等离子体等离子体分类1eV＝11600K低温等离子体冷等离子体热等离子体高温聚变等离子体磁约束聚变惯性约束聚变空间和天体等离子体等离子体物理学的研究内容：理论研究应用研究等离子体概述等离子体的形成及碰撞等离子体的准电中性徳拜屏蔽等离子体鞘层

2、及电位等离子作振荡等离子体中的基本参数等离子体判据等离子体的形成及碰撞低温等离子体的产生方法辉光放电电晕放电介质阻挡放电射频放电电子回旋共振放电微波放电激光沉积LAD化学汽相沉积CVD电化学沉积(template)等离子体化学汽相沉积PCVD金属有机化学汽相沉积MOCVD…………………………..分子束外延（MBE)磁控溅射材料的制备蒸发镀坩埚内衬蒸发镀激光沉积LAD等离子体化学汽相沉积PCVD金属有机化学汽相沉积MOCVD碰撞过程离子注入磁控溅射极其复杂非常有用光子电子正离子负离子中性粒子电场磁场温度等离子体中的碰撞电子与中性原子、分子间的基元(e

3、lementary)碰撞过程1)弹性（elastic)碰撞过程，仅有平动能交换2)非弹性（inelastic)碰撞过程，包含内能(振动、转动、电子态）变化3)电离（ionization)碰撞e+AA++2e4)附着(attachment)碰撞（当A具有正电子亲合势时）e+A+MA-+M反应(reactive)碰撞，如解离反应：e+ABA+B+e6)复杂碰撞过程，如：解离电离e+ABA++B+2e解离附着e+ABA-+B等离子体中的碰撞Dissociation（离解）Ionization（电离）Excitation（激发）Recombina

4、tion（复合）等离子体中的碰撞Gasmoleculesarebrokendownintosmallerfragmentscalled“FreeRadicals”:M+e-=>M1+M2+e-Freeradicalsarehigh-energychemicalspecies.Althoughtheyareelectricallyneutral,theyareunstable.Theyreadilyreactwithothersubstancesinordertoachieveamorestableconfiguration.Dissociation

5、（离解）(plasmachemistry)Intheexampleshown,thefreeradicalClisgenerated.ThestablestateofchlorineisCl2.SinceCl(byitself)isunstable,itreadilyreactswithaluminumasfollows:Al(s)+3Cl(g)AlCl3(g)Thisisanaluminumetchprocess.Dissociation（离解）FreeRadicalsaretheusefulproductsofaplasmathatareus

6、edin:PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition(PECVD)outcomeofthechemicalreactionisasolidPlasmaEtchingandPlasmaCleaningoutcomeofthechemicalreactionisavaporDissociation（离解）PECVDAl(s)+3Cl(g)AlCl3(g)SnCl4+O2SnO2+Cl2(g)刻蚀CF4+e→CF+3+F*+2eSi+4F*→SiF4SiO2+4F*→SiF4↑+O2↑硅烷的分解分解过程不同的产物依据电

7、子的能量等离子体（增强）化学汽相沉积P（E）CVDPlasmaEnhancedChemicalVaporDepositionDissociation（离解）Electron(s)areknockedloosefromaneutralatomormoleculeM+e-=>M++2e-Theresultantpositivelychargedparticlesarecalled“ions.”Sincetheycarryanelectriccharge,ionscanbemanipulatedbyanelectricfield.Ionization（电

8、离）MagnetronsputteringArgonAsanexample,inatypicalsputteringope