Плотность плазмы может варьироваться в широких пределах в зависимости от метода получения плазмы и условий, в которых она создается. Плазма может характеризоваться степенью ионизации, которая варьируется от слабо ионизированной (как в емкостной плазме) до полностью ионизированной. Плотность плазмы обычно измеряется в частицах на кубический сантиметр (см^-3).
Резюме ответа:
Плотность плазмы сильно варьируется: от низких плотностей в емкостной плазме до высоких плотностей, достигаемых с помощью таких методов, как индуктивные разряды, электронный циклотронный резонанс и геликон-волновые антенны. Плотность плазмы зависит от энергии и метода ионизации.
-
Подробное объяснение:Плазма низкой плотности:
-
Емкостные плазмы, часто используемые в таких процессах, как химическое осаждение из паровой фазы с усилением плазмы (PECVD), обычно слабо ионизированы. В таких плазмах ионизация ограничена, что приводит к более низким плотностям. Прекурсоры в таких плазмах не являются высокодиссоциированными, что приводит к снижению скорости осаждения и общей плотности плазмы.Плазма высокой плотности:
-
С другой стороны, плазму высокой плотности можно генерировать с помощью индуктивных разрядов, когда высокочастотный сигнал вызывает электрическое поле внутри разряда, ускоряя электроны во всей плазме, а не только на краю оболочки. Этот метод позволяет достичь гораздо более высокой плотности плазмы, что необходимо для процессов, требующих высокой скорости осаждения или высокого уровня диссоциации прекурсоров.Другие методы получения плазмы высокой плотности:
-
Реакторы электронного циклотронного резонанса и геликон-волновые антенны - другие методы, используемые для создания разрядов высокой плотности. Эти методы предполагают использование высокой мощности возбуждения, часто 10 кВт и более, для генерации и поддержания плазмы с высокой плотностью.Разряд постоянного тока в богатых электронами средах:
-
Другим методом получения плазмы высокой плотности является разряд постоянного тока в среде, богатой электронами, обычно получаемый за счет термоионной эмиссии от нагретых нитей. Этот метод позволяет получить плазму высокой плотности с низкой энергией, что полезно для эпитаксиального осаждения с высокой скоростью в реакторах для химического осаждения из паровой фазы с усилением плазмы низкой энергии (LEPECVD).Плотность холодной плазмы:
Холодная плазма, или неравновесная плазма, характеризуется наличием электронов при очень высоких температурах (более 10 000 К), в то время как нейтральные атомы остаются при комнатной температуре. Плотность электронов в холодной плазме обычно мала по сравнению с плотностью нейтральных атомов. Холодную плазму обычно получают путем воздействия электрической энергии на инертные газы при комнатной температуре и атмосферном давлении, что делает ее доступной и недорогой для различных применений.
В заключение следует отметить, что плотность плазмы - это критический параметр, который зависит от метода генерации плазмы и условий плазменной среды. Плазма высокой плотности необходима для многих промышленных и научных приложений, и для достижения желаемой плотности плазмы используются различные методы.
