Estudio y medida de las características iónicas de plasmas mediante espectrometría de masas
| Autor: | Lucena Polonio, Vanessa |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Fernández Palop, José Ignacio |
| Jazyk: | Spanish; Castilian |
| Rok vydání: | 2014 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Helvia. Repositorio Institucional de la Universidad de Córdoba instname |
| Popis: | This work proposes a method to measure the Ii ? V characteristic of aplane probe for each one of the ion species present in a low-pressure plasma,by using a mass spectrometer as the ammeter whose probe entrance can bebiased at an arbitrary electric potential. From the Ii ? V characteristic, thecorresponding ion energy probability distribution function of each ion speciesin the plasma is obtained. Moreover, the corresponding ion temperature andthe plasma potential are obtained. The results are in good agreement withthose obtained from classical diagnosis methods as Langmuir probes andmass spectrometry.Plasma processing of materials is a very complex task since it involvesplasmas including multiple species of ions. In order to control and enhancethese technological processes, it is necessary to improve the plasma diagnosticsmethods for the determination of the plasma potential, the electric eld distribution in the plasma and the energy distribution function of eachcharged species in the plasma, both electrons and ions, which will let usdetermine their corresponding densities and temperatures. Moreover, thesemeasurements are necessary for understanding the ion ux to the plasmaboundary close to the surface to be processed and improving the plasma-wallinteraction knowledge. So, these types of measurements are fundamental tounderstanding the plasma-wall interaction on which the plasma processingof materials is based (Oksuz L. and Hershkowitz N., 2002, Lee D. et al., 2007and Ghim Y. C. and Hershkowitz N., 2009). In this way, systems for ionanalysis based on mass spectrometry are commonly used since they allow usstudying each one of the multiple species of ions present in the plasma separately(Hollenstein C. et al., 1994, Sto els E. et al., 1998 and GudmundssonJ. T., 1999). In fact, these instruments can determine the ion energy probabilitydistribution function (IEPDF) using energy lters. Nevertheless, theirusual accuracy in energy is about 0;05 eV (20 data per eV). This value isnot accurate enough in low-temperature plasmas, in which the ion thermalenergy is close to that value, and should be lowered.On the other hand, Langmuir probe methods are still being widely usedin plasma diagnostics, even in the case of electronegative plasmas or in thosein which the positive ion temperature should be considered (Fernández PalopJ. I. et al., 1996 , Demidov V. I. et al., 2002, Morales Crespo R. et al., 2003,Morales Crespo R. et al., 2004 a) y b), Ballesteros J. et al., 2006 and Díaz-Cabrera J. M. et al., 2012). In these types of plasmas, methods considering... Este trabajo propone un método para medir la característica Ii V de unasonda plana para cada una de las especies de iones presentes en un plasmaa baja presión, utilizando un espectrómetro de masas como amperímetrocuya sonda de entrada entrada puede ser polarizada a un potencial eléctricoarbitrario. De la característica Ii V se obtiene la función de distribuciónde probabilidades de energía de cada especie iónica presente en el plasma.Además se obtienen la temperatura de los iones y el potencial del plasma.Los resultados están de acuerdo con los obtenidos a partir de los métodosclásicos de diagnosis, tales como los de sondas de Langmuir clásicos y laespectrometría de masas.El procesamiento de materiales con plasma es una tarea muy complejaporque comprende plasmas con varias especies de iones. Con el n de controlary mejorar los procesos tecnológicos, es necesario mejorar los métodosde diagnóstico del plasma para la determinación del potencial del plasma, ladistribución del campo eléctrico en el plasma y la función de distribución deenergía de cada especie cargada en el plasma, electrones y iones, parámetrosque nos permitirán determinar sus correspondientes densidades y temperaturas.Además, esas medidas son necesarias para establecer el ujo de ionesdesde el plasma hacia la super cie y mejorar así el conocimiento de la interacción plasma-pared. (Oksuz L. and Hershkowitz N., 2002, Lee D. et al.,2007 y Ghim Y. C. y Hershkowitz N., 2009). Los sistemas para el análisisde iones basados en la espectrometría de masas se utilizan comúnmente, yaque nos permiten estudiar cada una de las múltiples especies de iones presentesen el plasma por separado (Hollenstein C. et al., 1994, Sto els E. etal., 1998 y Gudmundsson J. T., 1999). De hecho, estos instrumentos puedendeterminar la función de distribución de probabilidad de energía de los iones(IEPDF) utilizando ltros de energía. Sin embargo, su precisión habitual enenergía es de aproximadamente 0;05 eV (20 datos por eV), valor que no essu cientemente preciso en plasmas de baja temperatura, en el que la energíatérmica de los iones está cerca de ese valor, y debe ser disminuido.Por otro lado, los métodos de sonda de Langmuir están siendo ampliamenteutilizados en la diagnosis de plasmas, incluso en el caso de plasmaselectronegativos o en aquellos en los que la temperatura de los iones positivosdebe ser considerada (Fernández Palop J. I. et al., 1996 , Demidov V. I. etal., 2002, Morales Crespo R. et al., 2003, Morales Crespo R. et al., 2004 a)y b), Ballesteros J. et al., 2006 y Díaz-Cabrera J. M. et al., 2012). En este... |
| Databáze: | OpenAIRE |
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