Массовая Спектроскопия Полуустойчивого Вида во время Обрабатывать Плазмы

AZoNano

Содержание

Введение
Замечания
Результаты
Заключения
О Hiden Аналитически

Введение

Среди методов обыкновенно используемых для изучений массового спектрометрирования обрабатывать плазмы, «метод ионизацией порога» (TI) для рассматривать нейтральный произведенный вид в плазме специфически полезн. В прошлом, метод прикладной используя давления источника в массовом спектрометре около 10-6 Торр. С настоящим наличием детекторов частицы, которые можно эксплуатировать на значительно более высоких давлениях, можно изучить вероятные выдвижения метода TI. Присутствующие данные для давлений массового спектрометра до 4,10-4 Торр. используя смеси газа которые включают редкие газы демонстрируют ясно длинн-ые полуустойчивые атомы инертных газов как в источнике плазм, так и в массовом спектрометре.

Для газов как кислород, наблюдают поколением полуустойчивого вида в источнике массового спектрометра также. Толкование экспириментально данных по ионизацией порога также обсужено. Измерения включают новые бульвары исследования как для анализа газа, так и для диагностик плазмы для длинн-живя газов, полуустойчивых положений.

Замечания

С наличием детекторов частицы которые можно использовать на давлениях до 4 x 10Torr-4, массовые спектрометры можно управлять на давлениях которые много ближе к тем используемым в много систем обработки плазмы. Это включает улучшенный забор и нейтрального и ионизированного вида от реакторов плазмы. Более Потом, спектрометр Hiden Аналитически квадрупольный массовый (QMS) может работать в режиме где энергия электронов испущенных в пределах источника ионизацией переменна. Этот режим как Спектрометрирование Ионизацией Порога Массовое или TIMS. Различные элементы определяли энергии ионизацией необходимы для того чтобы исключить электрон двигая по орбите. Эта энергия зависел на орбитали электрона, т.е. электроны внешней оболочки вообще имеют более слабые энергии ионизацией должные к дистанцияу огромного размера и понижают силы электростатического поля от ядра. Это дает подъем к кривым коэффициента полезного действия ионизацией удара электрона показанным в Диаграмме 1.

Диаграмма 1. кривые коэффициента полезного действия ионизацией удара Электрона.

Процесс ионизацией нейтральных частиц начинает на минимальной энергии порога плотно сжимая электронов. Эта минимальная энергия зависимая и исключительная к всем видам присутствующим в матрице газа, приводящ к в спектральном «обозначении» или фингерпринте для всего атомного или молекулярного вида. Для нейтрального вида, например, определенное применение метода TIMS точно квантифицировать определение коэффициентов дейтерия гелия во время сплавливания плазмы, где зола гелия субпродукт. Нормально, сделана эта квантификация пока использующ QMS в традиционном массовом спектральном режиме должном к перекрывая convoluted массовым спектральным подписям обоих D2 и Его на amu 4 (фактическое массовое разъединение как раз 0,02 amu). Когда работать Hiden Аналитически QMS в диаграмме 2 режима TIMS показывает спектры электронной энергии для Дейтерия (D2) и Гелия (He) с натисками ионизацией на eV 15,4 eV и 24,5 соответственно.

Диаграмма 2. спектры Электронной энергии для Дейтерия (D2) и Гелия (He) с натисками ионизацией на eV 15,4 eV и 24,5 соответственно.

Когда эти 2 газа присутствовал совместно, приводя к спектр электронной энергии показан в диаграмме 3. Его можно увидеть что ясная обратная свёртка 2 видов в спектрах TIMS такие что присутсвие D2 можно точно обнаружить в Гелии вниз к частям в миллион (ppm) уровней обнаружения. Спектрометры Hiden Аналитически оборудованные TIMS массовые теперь использованы регулярно и в настоящей деятельности на ДВИГАТЕЛЕ средство синтеза ядра Совместного Европейского Торуса экспириментально, Оксфорд, ВЕЛИКОБРИТАНИЯ.

Диаграмма 3. спектр Электронной энергии смеси гелия и дейтерия.

Результаты

Потенциал ионизацией гелия eV 24,6. Раздел AB кривого должн к образованию полуустойчивых атомовm He*, которые имеют длиннюю продолжительность жизни против самопроизвольно спада. Они имеют значительную энергию для того чтобы произвести отсчеты ИМПа ульс пока плотно сжимающ на детекторе. Для электронных энергий над eV 24,6 раздел BC кривого включает и полуустойчивые и ионизированные вклады гелия. Подобные данные были получены в других экспериментах для неона, криптона и аргона. Данные для криптона включены в Диаграмме 4. Форма кривых показанных в диаграмме 4 может быть понята в отношении диаграммы 5.

Диаграмма 4. спектр Электронной энергии для криптона.

Диаграмма 5. Объяснение как кривый в диаграмме 4 пришла около.

Данные диаграммы 4 были приобретены используя систему показанную схематически в диаграмме 6. плазме RF можно поддерживать в реакторе между электродом и отверстием забора массового спектрометра. Электроды за отверстием можно использовать для того чтобы контролировать вход ионов от реактора в спектрометр Hiden массовый. Детектор частицы можно использовать для давлений 4,10-4 Торр. Газы были позволены в реактор или сразу в источник массового спектрометра. He*m было обнаружено в плазме когда плазма эксплуатируемая в гелии с внутренним источником ионизацией массового спектрометра и своего комплекта системы забора для того чтобы предотвратить все ионы плазмы от вводить его. Полуустойчивый сигнал пропорциональн к силе плазмы и к давлению газа в реакторе, как показано в диаграмме 7. Когда плазма гелия была заменена плазмой кислорода, не были обнаружены никакие напористые частицы от плазмы, в виду того что полуустойчивые виды кислорода, хотя длинн-прожито, имеют недостаточную энергию, котор будет записывать детектор.

Диаграмма 6. Схема системы.

Диаграмма 6. Давление газа в реакторе.

Как С плазмой, так и с operating источника массового спектрометра, и системой забора снова устанавливаемой для того чтобы излучить ионы плазмы, записанные сигналы для смеси гелия и кислород был как показано в диаграмме 7. Для кривого гелия, раздел BC показывает ионы произведенные от гелия основного состояния попробованного от реактора, пока ионы выставок AB раздела произвели от попробованного полуустойчивого гелия. Будет малый вклад должный к полуустойчивым атомам гелия произведенным в источнике между eV 20 и 25. Ожидано, что будет не показанная энергия порога () вокруг 5eV как показано в Диаграмме 4.

Диаграмма 7. Сигналы для гелия и кислорода.

Для кислорода, было никакое доказательство Писать ионизацию в внутреннем источнике. Для чисто кислорода, плазма 15 W на mTorr 30 и давление источника массового спектрометра 2,10-4 Торр. обеспечили данные показанные в Диаграмме 8. Кажется, что имеет зона под eV 16 2 компонента с потенциалами натиска которые отличают около 1 eV. Это быть предположенным если или попробованный кислород включает полуустойчивый 1кислородg Δ, или если latter были произведены в источнике массового спектрометра. Для присутствующего эксперимента, преобладанный процесс источника.

Диаграмма 8. спектры Кислорода не показывая никакой знак Писать ионизацию.

Заключения

Путем уменьшать перепад давления между реактором плазмы и прикрепленным массовым спектрометром как спектрометр Hiden массовый позволяет сразу обнаружению полуустойчивого вида произведенного в плазме если эти имеют длинние продолжительности жизни и значительную внутреннюю энергию. Обнаружение более низкой энергии, но все еще длинн-ый, полуустойчивый вид и другие продукты плазмы также упрощены, такие измерения могут помочь рассматривать роль напористого нейтрального вида в обрабатывать плазмы поверхностей.

О Hiden Аналитически

Hiden Аналитически ведущее изготовление квадрупольных массовых спектрометров и для исследования и для експлуатационной инженерии. Их продукты Наши продукты адресуют разнообразный диапозон применения включая:

  • Анализ газа Точности
  • Диагностики Плазмы сразу измерением энергий ионов и иона плазмы
  • Зонды SIMS для науки поверхности UHV
  • Квантификация представления Катализирования
  • Термогравиметрические изучения

Эти аналитически аппаратуры конструированы для работы над рядом давления удлиняя от процессов 30 адвокатских сословий вниз к UHV/XHV.

Эта информация найденный, расмотрена и приспособлена от материалов обеспеченных Hiden Аналитически.

Для больше информации на этом источнике, пожалуйста посетите Hiden Аналитически.

Date Added: Jan 20, 2012 | Updated: Jul 15, 2013

Last Update: 15. July 2013 16:31

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit