D5的ECR放电等离子体质谱研究
氯苯d5定量离子和辅助离子
氯苯d5定量离子和辅助离子氯苯d5是一种标记化合物，其中的氢原子都被稳定性同位素氘（D）取代。
由于氘相对于氢的质量更重，氯苯d5在质谱中的信号强度较高，因此可以用来定量分析样品中的氯苯化合物。
在氯苯d5的定量分析中，常用的方法是质谱分析。
质谱仪可以将化合物分子中氢原子被氘取代的分子离子（M+D）和其他氢同位素的分子离子（M+H）区分开来，并测量其相对丰度。
通过比较氯苯d5的信号强度和待测样品中氯苯化合物的信号强度，可以计算出样品中氯苯化合物的含量。
除了氯苯d5的定量分析，辅助离子在质谱分析中也起着重要的作用。
辅助离子是在质谱分析中加入的一种化合物，它可以与待测样品中的目标化合物发生化学反应，生成特定的离子。
这些离子在质谱仪中具有特定的质荷比，可以用来定量分析样品中目标化合物的含量。
辅助离子的选择要根据待测样品的性质和分析要求来确定。
常用的辅助离子包括甲酸钠、醋酸铵等。
以氯苯d5为例，可以选择甲酸钠作为辅助离子。
甲酸钠与氯苯化合物反应生成甲酸酯离子，这些离子具有特定的质荷比，可以用来定量分析样品中氯苯化合物的含量。
在质谱分析中，辅助离子的浓度和选择都需要进行优化。
浓度过高会导致离子过多，影响质谱仪的分析性能；浓度过低则可能无法产生足够的离子信号。
选择合适的辅助离子可以提高目标化合物的离子产率和检测灵敏度。
氯苯d5是一种常用的定量分析标记化合物，可以通过质谱分析来测量样品中氯苯化合物的含量。
在质谱分析中，辅助离子的选择和优化也是非常重要的。
通过合理选择辅助离子和优化分析条件，可以提高定量分析的准确性和灵敏度，为科学研究和实际应用提供可靠的数据支持。
ECR新型低温等离子体技术及应用
射捌恼显
ｌ
●
●
（） ４ 低温下激发 的高密度活性基有利于高温材料的低温 合成 。
图 ２是 两 种 常 用 的 紧 凑 型 和 延 长 型 Ｅ Ｒ等 离 子 体 放 电装 Ｃ 置 。 由于 电子 回 旋 共 振 只 发 生 于局 部 空 间 区 域 ， 共 振 区 的 等 其
社．０６ ２０
２Ｅ Ｒ等 离子体应 用 Ｃ
Ｅ Ｒ等离子体 的诸多优 点使得其在 等离子体微 细干法刻 Ｃ 蚀、 等离子体辅 助化学气相 沉积 、 材料表 面处理等方 面具有广 泛的应用前景 。
．
【 李 效 白． 离 子 体 微 细加 工 技 术 的新 进 展 ｆ． 空 科 学 与 技 １ 】 等 Ｊ真 １
历 ｅ
对 应 磁 场 强度 在 ８ ５ ａ ｓ ７ Ｇ ｕｓ附近 。 电子 在 此 处 将 回旋 共 振 吸 收 微 波 能量 ， 能 量 运 动 电子 与 中性 气 体 粒 子 发 生 碰 撞 将 产 生 碰 高
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（） 凑 型 ａ紧
撞 电离、 子离解和粒 子激活 ， 分 从而实现等 离子体放 电和 获得
虑艄 ■
因
本 文 主 要 介 绍 目前 得 到 广 泛 研 究 与 应 用 的 电 子 回旋 共 振 等 离 子 体 的放 电原 理 以及 其 工 业 应 用 价 值 。
１Ｅ Ｒ等离子体放 电原 理 Ｃ
图 １ Ｅ Ｒ 等 离 子 体 产 生 示 意 图 。 当 磁 场 中 电 子 的 回 旋 是 Ｃ 运动频率 ｆ ． Ｏ ＝．＿ 等 于 的 Ｔ 模 式 微 波 的 ２ ５ ＭＨ 频 率 时 ， 二 Ｅ ４０ ｚ
微波ECR等离子体探针检测的研究与设计的开题报告
微波ECR等离子体探针检测的研究与设计的开题报告一、研究背景等离子体技术在现代物理学中有着广泛的应用，其在纳米技术、核能、光电技术等领域均有重要作用。
其中，微波电子回旋共振（ECR）等离子体是目前应用最广泛的等离子体之一。
微波ECR等离子体源被广泛应用于精细加工、表面改性和纳米制造等领域。
然而，在微波ECR等离子体源的设计和制造中，检测等离子体参数的探测器是至关重要的组成部分。
传统的等离子体探测器主要通过观测激发的发光或吸收相应的辐射来间接测量等离子体的参数，但其存在对等离子体造成破坏，并且对参数的探测精度不高的问题。
因此，设计一种直接测量等离子体参数的探测器对于微波ECR等离子体的研究和应用具有重要的意义。
二、研究目的本研究旨在设计一种能够直接测量微波ECR等离子体参数的探测器，通过对其基本原理和研究方法的探究，为微波ECR等离子体的制造和应用提供支持。
三、研究内容与步骤1. 文献调研：搜集有关微波ECR等离子体的基本原理、探测器的种类及其特点等方面的资料，查阅有关文献，深入了解现有研究成果和问题。
2. 探测器设计：根据微波ECR等离子体的参数需要，设计一种能够测量等离子体密度、温度和离子能量分布等参数的探测器。
3. 制造和测试：使用气体放电装置对制造出的探测器进行性能测试，在不同等离子体参数下进行探测器的实际应用测试，验证其可行性和准确性。
四、预期成果和意义本研究预期设计出一种直接测量微波ECR等离子体参数的探测器。
通过探测器的研究和设计，可以提高微波ECR等离子体的制造和应用的精度和可靠性。
同时，这种新型探测器可以为等离子体的研究提供良好的探测工具，对该领域的发展具有重要的意义。
ecr 等离子体 解离二氧化碳
ecr 等离子体解离二氧化碳ECR (电子循环共振) 是一种高频电磁波加热技术，可用于解离二氧化碳 (CO2) 等离子体。
本文将介绍ECR技术的原理、应用和优势。
一、ECR技术原理ECR技术利用高频电磁波与等离子体中的电子发生共振，进而加热等离子体，提高其能量，从而实现解离。
在ECR装置中，等离子体通常由电子、离子和中性粒子组成，其中电子是主要的能量携带者。
ECR技术主要包括以下几个步骤：1. 提供高频电磁波：通过微波源产生高频电磁波，并通过波导传输到ECR装置中。
2. 电磁波与等离子体共振：高频电磁波在ECR装置中形成一个磁场，与等离子体中的电子发生共振，加速电子的运动。
3. 电子加热等离子体：共振加速的电子与等离子体发生碰撞，将能量传递给等离子体，使其温度升高，从而实现解离二氧化碳等反应。
二、ECR技术应用1. 化学合成：ECR技术可用于化学合成过程中的二氧化碳解离，提供反应所需的离子能量，加速反应速率，提高产物纯度。
2. 环境保护：二氧化碳是温室气体的主要成分之一，ECR技术可用于二氧化碳的解离和转化，从而减少温室气体排放，并探索二氧化碳的再利用途径。
3. 能源开发：ECR技术可用于氢能源的生产，通过解离二氧化碳获得氢气，作为清洁能源的替代品，减少对传统化石燃料的依赖。
三、ECR技术的优势1. 高效能量传递：ECR技术通过共振加速电子，实现了高效能量传递给等离子体，提高了解离效率。
2. 温和反应条件：ECR技术在解离过程中对反应体系施加的热量较小，可以避免一些传统热解反应中的副反应和能量损失。
3. 环境友好：ECR技术可利用二氧化碳等废弃气体进行解离，减少了对环境的污染，并有助于实现废物资源化利用。
ECR技术是一种利用高频电磁波加热等离子体的技术，可用于解离二氧化碳等反应。
它具有高效能量传递、温和反应条件和环境友好等优势，适用于化学合成、环境保护和能源开发等领域。
随着对清洁能源和环境保护的需求不断增加，ECR技术有望在未来得到更广泛的应用和发展。
ECRIT等离子体特性数值模拟分析
ECRIT等离子体特性数值模拟分析
贺亚强;耿海;吴先明;王紫桐;孙新锋;吴辰宸;蒲彦旭
【期刊名称】《航天器工程》
【年(卷),期】2024(33)2
【摘要】针对航天器推进系统电子回旋共振离子推力器(ECRIT)电离效率易受放电室结构参数和工作参数影响,主要技术参数之间存在耦合不能单独优化的问题,文章采用多物理场仿真软件开展数值模拟,利用自适应函数细化电子回旋共振(ECR)区网格法提高仿真精度,探究不同磁路结构参数、工质气体、天线构型、微波功率对ECR推力器性能的影响规律,使电子在ECR区能够获得最大能量,经部分试验验证(微波输入功率和工质气体对放电影响),结果表明:磁环间距、内磁环-波导小端面距离和磁体高度对ECR区的分布影响较大,磁体宽度的影响较小;氙气的电子数密度高于氩气;L型天线电子密度和功率沉积高于杆天线;电子数密度和碰撞功率损耗随着入射微波功率增大而增大,可为ECR推力器设计提供参考。
【总页数】11页(P84-94)
【作者】贺亚强;耿海;吴先明;王紫桐;孙新锋;吴辰宸;蒲彦旭
【作者单位】兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】V439
【相关文献】
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液相隔膜辉光放电等离子体自由基发射光谱研究
１ 实验部分
１ ． １ 仪器与试 剂
Ｆｉ ｇ ． １ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ｅ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｙ ｄ ｉ ａ ｇ ｎ ｏ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒｔ ｈ ｅＬ ＤＧＤ ｐ ｌ ａ ｓ ｍａ
数字显示型直流 电源（ ０ ～１ ０ ０ ０ Ｖ， Ｏ ～Ｏ ． ５ Ａ， 北京大华
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ８ — ２ ４ ， 修订 日期： ２ ０ １ ２ — １ ２ — ０ ５
基金项 目： 国家 自然科学基金项 目（ ５ １ ０ ０ ８ ２ ６ ２ ， １ １ ０ ０ ５ ０ １ ４ ） ， 中央高校基本科研业务费专项资金项 目（ ２ ０ １ １ Ｊ Ｃ ０ １ ６ ） 和中国科学院城市环境 与健 康重点实验室开放基金项 目（ Ｋ Ｉ Ｊ Ｕ Ｅ Ｈ ２ Ｏ １ １ Ｏ ４ ） 资助 作者简介 ： 刘 永军 ， １ ９ ７ ８ 年生 ， 大连海事大学环境科学与工程学院副教授
液 相 隔膜辉 光 放 电等离 子体 自由基 发射 光谱研 究
刘永军Ｈ ，孙 冰卜 ，王 蕾
１ １ ６ ０ ２ ６
１ ．大连海事大学环境科学与工程学 院，辽宁 大连
２ ． 厦 门理工学院水资源环境研究所 ， 福建 厦 门 ３ ６ １ ０ ２ ４
摘
要
为了更好 了解液相隔膜辉光放电等离子体引发 的化学反应机理 ， 运用发射光 谱法研究 了稀硫酸溶
第３ ３ 卷， 第３ 期 ２ ０ １ ３年 ３月
光 谱
Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｙ ａ ｎ ｄ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｌ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
ECR等离子体系统中粒子沿微管传输的研究
位． 许多研究者建立了基 于粒子两体碰撞模型的经 典输运理论 ， 考虑磁场位形影响的新经典理论 ， 但与 实验的结果相差甚大． 由于等离子体本身非线形现 象丰富 ， 要理解诸如反常输运、 等离子体湍流等复杂 现象 ， 必须要考虑非线形效应 ， 已经成为近十年来等 离 子体理 论研究 的重 点 方 向之 一 ． 目前 对宏 观非 平 衡等离子体的研究较多＿ ］现代动力学理论 主要 ｌ ． 是以玻耳兹曼方程为基础 ， 以各种近似分析方法 辅 来研究亚稳态的传输现象 ， 运用统计的手段取得 了 客观 的成绩 Ｊ近年来 ， ． 不断有人用统计方法描述
某些环境参数的变化来使得沿微管表面传输的粒子 产生 净流 动．
１ 粒 子 的传 输 模 型
本 文 仅 考虑 一 个 只包 含 基 本元 素 的 简 单 系统 ． 假 设在 一个 Ｅ Ｒ等离子 体 系统 中 ， 一个 活 跃 的布 Ｃ 有
朗粒子沿着一支微管表面运动 ， 这个粒子受到系统 中其余粒子对它的综合性零平均力 的作用． 为简化 研究对象 ， 假设系统 中存在一个可 以不断变化 的磁 场， 选择 用 Ｌｎｅｉ ａｇｖ ｎ方程 来描 述该 布 朗粒子 的运 动 ．
华南师范大学学报 （自然科 学版 ）
２１ ０２年 ８月
Ａｕ ．２ １ ｇ ０２
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｓ ＯＵＴ ＣＨＩ Ｈ ＮＡ ＮＯＲＭＡＬ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ｎＹ
第４ ４卷第 ３期
Ｖｏ ． Ｎｏ ３ １４４ ．
（ Ａ Ｕ ＡＬＳ ＩＮ ＥＥ ＩＩＮ） Ｎ ０２ ０ １０ ４ ３ ２ １ ）３—０６ ０ ０ ８— ３
Ｅ Ｒ等 离 子体 系统 中粒 子 沿微 管传 输 的研 究 Ｃ
杜金 菊 ，李 炜
（． １华南师范大学研究生处 ， 广东广州 ５０ ３ ； ． １６ １２ 华南师范大学物理与电信工程学 院 广东广州 ５０ ０ ） １０ ６
等离子体刻蚀工艺的物理基础
等离子体刻蚀工艺的物理基础一、本文概述等离子体刻蚀工艺，作为一种先进的微纳加工技术，在半导体工业、纳米科学、生物医学以及众多其他高科技领域中发挥着日益重要的作用。
本文将深入探讨等离子体刻蚀工艺的物理基础，以期帮助读者更好地理解这一技术的核心原理和应用价值。
等离子体，作为物质的第四态，具有独特的物理和化学性质，如高活性、高电离度和良好的导电性等。
这些特性使得等离子体在刻蚀过程中具有优异的定向性和可控性，从而能够实现对材料表面的高精度、高效率的刻蚀加工。
本文将从等离子体的基本性质出发，介绍等离子体刻蚀的基本原理和过程，包括等离子体的产生、传输、与材料表面的相互作用等。
同时，我们还将讨论影响等离子体刻蚀效果的关键因素，如等离子体参数、气体种类、刻蚀环境等，并探讨如何优化这些参数以提高刻蚀质量。
本文还将对等离子体刻蚀在不同领域的应用进行概述，包括半导体集成电路制造、微纳器件加工、生物医学材料制备等。
通过对这些应用案例的分析，我们将进一步展示等离子体刻蚀工艺的重要性和潜力。
我们将对等离子体刻蚀工艺的未来发展趋势进行展望，探讨新技术、新材料和新工艺对这一领域的影响和推动，以期为读者提供一个全面、深入的等离子体刻蚀工艺物理基础的认识。
二、等离子体基础知识等离子体，通常被称为物质的第四态（除固态、液态和气态外），是一种高度电离的气体，其中包含大量的正离子和电子，且整体呈电中性。
等离子体的特性使其成为许多先进工艺，包括等离子体刻蚀工艺的重要工具。
等离子体的形成：等离子体可以通过多种方式形成，包括加热气体使其部分或完全电离，或通过施加电场或射频场来激发气体。
在刻蚀工艺中，通常使用射频放电或直流放电来产生等离子体。
电中性：尽管等离子体中包含大量的带电粒子，但由于正离子和电子的数量大致相等，所以整体呈电中性。
高导电性：由于含有大量的可动带电粒子，等离子体具有很高的导电性。
集体行为：等离子体中的粒子行为通常表现出集体性，即大量粒子的行为可以看作是一个整体。
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初步推断一些反应式：
2. ECR放电时质谱解析
比较放电前后的SiO相 关基团的总浓度，可观察到 + Ar 放电后的SiO基团强度远低 于放电前，这是因为放电时 + + Si /C2H4 甲基基团的丢失使得Si-O-Si SiO+ 链形成了很多的非饱和悬挂 + CHx 键，这些Si-O-Si链基团具有 高的化学活性，当它们碰撞 到器壁或基片时会吸附于器 反应与放电前类似，基团形成的机理如下： 壁或基片表面，聚合生成 SiCOH薄膜，从而降低了空 1.侧链碳氢基团的进一步离解 间Si-O基团的浓度。 2. Si-O链的进一步分解 H2+
功率耗散等问题。
4 L2 L2 RC 2 0 2 2 T P
降低信号传输延时，主要有以下两种途径： （1）改变金属互连线的布局和厚宽比 （2）采用新的互联材料，Cu/低k材料来代替 传统的Al/SiO2互联材料。 超低k的SiCOH材料是我们课题组的主要研 究内容
高斯解叠结果：
D3h中Si-O-Si键角小于1440，低于五环Si-O-Si键角，所以Si-O-Si发 生低波数端漂移。而键角为1500的鼠笼结构的出现导致了Si-O-Si峰在高 波数端的展宽。 显然在ECR放电过程中五元Si-O环开环断裂重排形成了三元的Si-O 环结构和Si-O直链，同时由于甲基的丢失产生大量悬挂键使得环链交联 形成了Si-O-Si鼠笼结构，这与质谱分析结果相吻合。
四、结 论
◇在电子轰击下，D5环体开环断裂，形成新的三元环体和直链SiO结构，同时侧链主要以CHx基团形式断裂。
◇在ECR放电等离子体中，甲基的丢失使得新生成的Si-O环体、 Si-O直链成为具有很多悬挂键的活性基团，会发生Si-O环体和Si-O 直链之间的交联反应。
（2）CHx+、C2H4+等离子主要 来自于D5分子侧链的甲基基团 的分解和复合。
CH3+
CH2++H C 2H 4 +
H++H OH++H
H2
+
CH2++ CH2
H 2 O+
开环断裂过程：
根据Mclafferty电子转移理论，D5分子首先失去电离能最低的
电子，即失去O原子上的一个非成键电子，成为分子离子，接着在 正电荷中心的诱导下发生断裂，形成Si-O链离子。
降低介电常数
降低分子的极化率
降低分子的密度
引入低极化键
如C-F，C-H
CH、CF气体掺杂
引入孔隙,降低薄膜 密度 采用本构孔源气体
目前制备SiCOH薄膜选用的主要前驱气体 ☆ 三甲基硅烷（3MS） ☆ 八甲基环四硅氧烷（D4） ☆ 十甲基环五硅氧烷（D5） ☆ 四乙烯基四甲基环四硅氧烷（TVTMCTS）
重排成环过程：
氧原子的孤电子对与邻近的硅原子3d空轨道配位，使Si-OSi键断裂，从而线型聚二甲基硅氧烷裂解形成三环硅氧烷和SiO链离子 。
SiO链的离解过程：
Si-O链或SiO环结构二次裂解生成低质量数的SiO离子，主要存 在以下三种反应机制：
1. SiO键的断裂，生成如 m/z =74 的SiOC2H6+ 离子、m/z =43 的 SiCH3+ 离子 2. 甲基或部分甲基如CH、CH2丢失，生成如 m/z =75 的SiO2CH3+ 离子、m/z =59 的SiOCH3+ 离子 3. H原子重排之后的二次裂解，如m/z =73 的SiOCH2+ 、m/z =45 的SiOH+ 离子
3.活性基团、离子的复合反应
3. ECR放电时发射光谱解析
放电时H2、Hα、Si的发 射光谱强度较高，同时碳氢 基团的发射光谱强度也较高 ，这进一步证明甲基从Si原 子上的丢失。而SiO基团的发 射光谱强度较弱，说明SiO结 构裂解并不是十分彻底，更 多被器壁和基片吸附，形成 薄膜。
４. SiOC保存，如νaSi-O-Si（1076cm-1）、νSiCH3（1261cm-1）、δaC-H（1442 cm-1）、νSi-C/ρCH3（806cm-1 ）
② 薄膜中C-H3、C-H2、Si-CH3结构的吸收强度均大幅度降低
③ Si-O-Si峰位向低波数端漂移并且峰位发生展宽。
：目前国际上低k薄膜的研究主要关注沉积工艺参数对薄
膜结构及性能的影响，极少关注工艺参数对放电等离子体中
基团行为的影响，仅仅根据所沉积的薄膜键结构来推断放电
等离子体中的可能分解行为，缺少直接的实验依据。
：本工作采用质谱技术研究了D5的放电分解行为。通过 分析比较放电前后D5源和D5等离子体的质谱图 ，给出D5离
解机理。
二、实验方法
D5的分子结构式
电子回旋共振（ECR）放电等离子 体装置及质谱分析结构示意图
¤ 采用微波ECR-CVD装置 沉积薄膜 ¤ 前驱气体为D5+Ar ¤ 本底气压为10-3Pa ¤ 沉积气压为10-1Pa ¤ 微波功率为400W
三、结果和分析
1.放电之前D5质谱解析
Ar+ Si+/C2H4+ H2O+
D5的ECR放电等离子体 质谱研究
张海燕 叶 超 宁兆元
苏州大学物理科学与技术学院 江苏省薄膜材料重点实验室
2007年8月 成都
主要内容
¤ 研究背景
¤ 实验方法
¤ 结果与分析
¤结
论
一、研究背景
：
微电子器件不断发展，集成度不断
提高，器件密度和连线密度增加，器件尺度 和线宽不断减小，导致互连线的阻容耦合 （RC）增大，信号传送延时、噪声干扰增强、
波数(cm-1) D5 3438 2964 1621 1442 SiCOH 3400 2921 2203 1648 1457 模式 Si-OH CHn Si-Hx C=C δaC-H 波数(cm-1) D5 1384 1261 1076 859 806 800 1267 1045 SiCOH 模式 δC-H2 νSi-CH3 νaSi-O-Si δH-Si-O νSi-C/ρCH3
H2+ CHx
+
SiOC2H5+
SiOCH3+ O2+ SiOH+
（1）SiOH+、SiOCH3+、 SiOC2H5+ (m/z =45、59、73) 等高质量数离子主来自于D5 分子的SiO环结构，D5分子发 生了开环断裂的反应。
（3）强度较高的H2+、H2O+ 、O2+离子主要来自于离子、 中性基团、中性分子之间的复 合作用。