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微波放電(MicrowaveDischarges)

微波放電是指用微波激發(fā)氣體產(chǎn)生等離子體。當(dāng)微波經(jīng)波導(dǎo)傳輸作用于氣體時(shí)，氣體分子吸收微波能量電離，形成等離子體。根據(jù)國(guó)際通用的規(guī)則微波放電的頻率為2.45GHz。微波放電與射頻放電類(lèi)似，不同之處在于能量的傳輸方式不同。微波電源產(chǎn)生微波，通過(guò)波導(dǎo)管或天線(xiàn)耦合至反應(yīng)室內(nèi)，反應(yīng)室內(nèi)的介質(zhì)氣體分子或原子吸收能量，部分氣體電離，產(chǎn)生初始電子，初始電子受微波場(chǎng)作用加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與氣體分子發(fā)生非彈性碰撞并再次電離，電子數(shù)量逐漸增加，增大了碰撞的機(jī)率，加速了氣體的電離過(guò)程，如果裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理并且微波功率調(diào)整合理，就可以維持擊穿放電，最終產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體。與電感耦合式射頻等離子相同，微波等離子放電電極也可設(shè)計(jì)在容器的外面，因此可得到高密度、無(wú)二次污染的等離子體。微波電子回旋共振是一種典型的微波放電裝置，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1-1。

圖1-1 ECR 微波等離子體放電裝置

微波放電優(yōu)勢(shì)：①微波放電產(chǎn)生的表面波等離子體中的電子密度可接近電子等離子體頻率所確定的臨界密度；②微波放電產(chǎn)生的表面波等離子體中活化基團(tuán)數(shù)量較射頻等離子體高出許多，這在等離子體材料方面的應(yīng)用上尤為重要；③能夠無(wú)電極放電，保證產(chǎn)生的等離子體更加純凈并且通過(guò)對(duì)耦合天線(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)能進(jìn)一步增大等離子體的產(chǎn)生口徑，以進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

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