氯气和氩气电浆有何特性

要了解氯气和氩气电浆，我们先来了解什么是电浆？等离子体（Plasma）是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，广泛存在于宇宙中，也是宇宙中丰度最高的物质形态，常被视为是物质的第四态，被称为等离子态，或者“超气态”，也称“电浆体”。等离子体和普通气体的最大区别是它是一种电离气体。由于存在带负电的自由电子和带正电的离子，有很高的电导率，和电磁场的耦合作用也极强：带电粒子可以同电场耦合，带电粒子流可以和磁场耦合。

科学家将高纯氯气和高纯氩气混合，研究氯气和氩气电浆在不同气压、功率及进气混合比时的变化。研究氯气和氩气混合电浆，因为纯氯气电浆在低功率与高功率的电浆特性有明显不同，所以混合电浆也研究在低功率与高功率时的电浆特性随混合比的影响。在氯气和氩气电浆功率100W，工作气压10mTorr，气体总流量100sccm时，改变Ar/Cl2的进气混合比进行模拟，模拟结果发现加入Ar至氯气电浆中，要Ar/Cl2的进气混合比约达80%以上时，Ar+密度才开始大于1%总离子密度，且要混合比达约97~98%以上时，Ar+的密度才会超过Cl+的密度。氯气和氩气吸收功率100W时，电子温度则会随混合比增加而从纯氯气时的2.27 eV升至纯氩气时的2.30 eV，电子温度上升较不明显，而且Ar混合比在80-90%之间时，电子温度会先下降，然后再继续上升；Ar混合比于60%时，及Cl总和之分压约5 mTorr，可发现Ar混合比于0~60%所表现的性质类似于纯氯气电浆于电浆吸收功率100 W、操作气压从10至5 mTorr所表现的变化特性。氯气和氩气电浆吸收功率600 W时，Cl粒子空间平均密度一开始就比 粒子空间平均密度高；而模拟结果显示加入Ar量不多时，几乎不会影响氯气电浆的特性，这是因为Ar的游离反应系数比Cl小很多，必须加入相当多量的Ar时，才会有较多的Ar产生并改变电浆特性。