укційні матеріали, що знаходяться в контакті з зоною розряду і післясвітіння. Кількісний опис плазмових процесів вимагає знання концентрацій частинок всіх типів, а також їх енергетичних, просторових і часових розподілів. Одним з визначальних факторів, що формують стаціонарний стан неізотермічній плазми, є кінетика процесів при електронному ударі, яка, у свою чергу, визначається функцією розподілу електронів по енергіях (ФРЕЕ). До параметрів, визначальним вид ФРЕЕ. слід віднести наведену напруженість електричного поля (E/N або Е/Р, де N - загальна концентрація нейтральних частинок в реакторі. Р - тиск газу), транспортні коефіцієнти електронів, а також первинний склад нейтральних частинок. Величина E/N та інші внутрішні параметри встановлюються на рівні, що забезпечує баланс швидкостей утворення і загибелі заряджених частинок. Таким чином, плазма є складною самоорганізується і самосогласованной системою, в якій внутрішні параметри, що визначають кінетику і механізми плазмових процесів, самі залежать від швидкостей і напрямків цих процесів.
Під дією електронного удару в плазмі протікають різні елементарні процеси взаємодії електронів з атомами, молекулами або іонами, в результаті яких відбувається зміна їх енергетичного або хімічного стану. Види цих процесів представлені в таблиці 1.3.1.
У силу того, що енергія електронів істотно перевищує енергію важких частинок, саме ці процеси кількісно визначають швидкості дисоціації, іонізації і електронного збудження, які мають високі порогові енергії. Співудару електронів з молекулами газу діляться на пружні і непружні. При пружних соударениях відбувається перерозподіл кінетичної енергії взаємодіючих частинок без зміни їх внутрішньої енергії (процес 1. табл. 1.3.1). Максимальна частка енергії, що передається при пружному зіткненні, пропорційна відношенню мас зіштовхуються частинок:
=2me/M (1.3.1)
де me - маса електрона, М- маса молекули газу.
Цей вираз справедливо, якщо молекула газу нерухома. Якщо енергією молекул газу знехтувати не можна в порівнянні з енергією електронів, то вираз для X приймає вигляд:
=2me/M * (1-Eg/E), (1.3.2)
де E і Eg - енергії електрона і важкої частинки, відповідно.
Таблиця 1.3.1
Типи елементарних процесів
РеакціяСхема реакціі1.Передача імпульсаAB + e (p1)? AB + e (p2) 2.ВозбужденіеAB + e? AB * + e3а.Діссоціатівное пріліпаніеAB + e? A- + B3б.Образованіе іонної париAB + e? A- + B + + e4ОтліпаніеA- + e? A + 2e5ДіссоціаціяAB + e? A + B + e6ІонізаціяAB + e? AB + + e7Діссоціатівная іонізаціяAB + e? A + + B + 2e
При непружних зіткненнях зіткнення електронів з атомами або молекулами супроводжується зміною внутрішньої енергії або хімічного стану останніх (процеси 2-7. таблиця 1.3.1). Непружні співудару можуть бути першого роду і другого роду. При непружних зіткненнях першого роду відбувається передача енергії від електронів до атомів або молекул газу. Непружні співудару другого роду супроводжуються передачею енергії від збуджених атомів або молекул до електронів [7].
Найбільший прогрес у практичному використанні плазми низького тиску до теперішнього часу досягнуто в електронній промисловості і насамперед у мікроелектроніці. Тут плазмохімічному методами вирішуються завдання нанесення тонких діелектричних, провідних і напівпровідникових шарів, створення поверхневої конфігурації інтегральних схем шляхом локального плазмового травлення зазначених поверхневих шарів, а також очищення поверхонь неорганічних матеріалів від органічних речовин, включаючи видалення резистивних шарів у літографічних операціях. Досить широко відомо застосування нерівноважної плазми для поверхневої обробки металів в машинобудуванні. В останні 15-20 років почався інтенсивний процес проникнення плазмових технологічних процесів в технологію легкої і текстильної промисловості, хоча реальні досягнення тут ще скромні. Основу цього напрямку становить модифікування поверхневих властивостей полімерних (плівкових або тканих) матеріалів шляхом обробки в плазмі травяна пли полімеризуються газів. Отримувані різноманітні технологічні ефекти найчастіше пов'язані з доданням поверхням гідрофільних або гідрофобних властивостей. Однак спостерігаються ефекти, які не можуть бути пояснені лише цими причинами і поки до кінця не з'ясовані. Широке практичне застосування плазмохімічних процесів у легкій промисловості гальмується рядом причин, серед яких потрібно відзначити відсутність необхідного обладнання, до того ж дуже далекого від традиційно використовуваного, а також недостатню вивченість стійкості та споживчої цінності досягаються ефектів.
Зрозуміло, три зазначених сфери застосування плазми низького тиску не охоплю...
