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等离子体尘埃的形成与晶体特征的实验研究 张广秋 葛袁静 王东宝 何颂华赵志发陈思光 北京印刷学院 摘要 在用有机硅单体通过等离子体聚合低表面能薄膜实验中，发现: )1〔根据放电条件不同，在荃 版上的生成物可以是低表面能薄膜，液体或尘埃 (粉末)。(2)尘埃粉末由无数个直径为 。冲一习.石 。阴的圆姗 (尘粒)组成。这些小球趋在等离子体空间生成，然后在某种力的作用下，按特定规 律组台并落在荃板上.()3 尘埃的分布组合员有明显的品体特征。 前言 尘埃等离子体广泛存在于从天体到实验室的等离子体中JII，近年来，随着低镊等离子体物理及 仁术的应甲与发展，实脸室中的等离子体尘埃问题引起了人们的广泛兴趣团，包括理论上对尘埃现 象的解释口实际上芍离子体尘埃是等离子体聚合薄膜时的一种常见现象t适当控制等离子体参数， 就可以控制尘埃生成与否及生成星的人小ll’。近年来，人们之所以对尘埃等离子体，特别是实验室 等离子体投入越来越多的研究，是因为它有可能形成一种生成品体的新方法p气 最近.找们结合制备低表面能薄膜，对在制膜过程中形成的等离子体尘埃及其特征，生成尘埃 与生成薄腆之间的关系等问题进行了较为仔细的研究 一实验装置和实验方法: 实验装置趁一个RF放电装置.结构如图1所示。放电主为一不锈钢长方形容器，本底真空 1 几忿 、 与干1里挂三自兰:一{ {篆 畜琶 图1.娜离子体尘埃 (放大40倍) 一5x01币毛.仁作气压4任一加0而，电源预率 以SMHZ。放电时先将真空室抽至气压为 、了毛， 然后充入Ar气进行消洗，再抽到 1沪毛，随后注入二作〔气体放电，工作气体为有机硅单体。放电 过程中的生埃状况从窗口观测，上电极为一中空电极，其 面「为一个多孔面，这种结构可保证气体 相对均匀地喷到等离子体区。成膜基材放在下电极上，放电结束后将其取出，使可分析在其上成膜 状况和尘埃生成状况.实验中，电子温度、电子密度用朗缪探针侧量，样品形貌用光学显微镜和扫 描电镜测觉，生成物成分和结构分别用XPS谱和红外光谱进行分析. 二.实验结果: 1等离子体尘埃是叮离子体聚合产物的二种状态乙一 这三种产物分别是薄膜，尘埃和油状物，它 们是不同实验条件 卜的产物。在本装置实验中.生成上述三种产物的一组放电参数见表 1。 表 1 04单体在等离子体山的反应产物及可对应的条们 P (Pa) D(cm) J(mA) 几，”，n夕 } 生成物 40一 50 】 60一 80 】5一 30 薄腆 6Q 币5 1 60一 80 20一 25 汕状物 (液体)，粉末 :0。一:2。
{ 一1 6。一8o 1 5一2。 ， {膜 ，粉东 66 — 卜~注 --一 农中v.D,1,T分别代表放电气压，极间距离，放电电流和放电时间。从表中可见，当放电间距 一样时.对应不同申压和气FF的tI个茹r-4..4k石曰「^.hfVTiu` Y.1dYHn}卜，、Sn:.l,daM,.、二*流 中，薄摸生成否是v据