微波等离子体设备技..
微波等离子体设备
技术方案
1．设备简述：
微波等离子体设备由椭球谐振腔、真空室、沉积台、真空系统、气体流量控制系统、真空测量系统、水冷循环水压报警系统以及机架等组成。
示意图
2．设备结构
2.1椭球谐振腔
2.1.1 材料：椭球谐振腔采用优质不锈钢1Cr18Ni9Ti；
2.1.2 尺寸：径向450mm×轴向600mm，壁厚5mm，椭球边界满足方程式：(X2 /4502)+ (Y2 /6002)=1；
2.1.3 连接法兰：椭球谐振腔上下连接法兰可以独立拆卸，对微波密封；
2.1.4 观察窗：在椭球谐振腔的适当位置设置多个观察孔，使视线能看到石英钟罩内的等离子体和衬底，衬底和等离子体的位置，观察孔的尺寸以不泄漏微波为准（直径为≤2 mm的孔）；
2.2 真空室、沉积台
2.2.1 真空室：真空室采用石英钟罩Ф230mm；
2.2.2 沉积台：真空室内沉积台采用优质不锈钢，能够下降开启，方便移出真空室内样品；对沉积台设置水冷，水冷的主要部位为中心位置为50mm的圆及胶圈的密封部位，冷却能力今后要达到5kW；沉积台中心设置光纤测温孔
2.2.3 其它
2.2.3.1 沉积台设有轴向位置标尺；
2.2.3.2 Ф6mm手动放气阀；
2.2.3.3 进气口；
2.3 真空系统
2.3.1 真空机组: 机械泵,抽速2L/S；
2.3.2 真空阀门：手动挡板阀、针阀各1只；
2.3.3 真空测量：采用电阻真空计测量；
2.4 进气系统
采用三路质量流量计控制，每路均设有手动截止阀
Ar: 200 ml /min
H2: 200 ml /min
CH4: 30 ml/min
2.5 微波电源系统
采用800W微波电源，矩形波导传输微波，同轴天线进行模式转换和将微波导入椭球谐振腔；
2.6 电气控制系统
2.6.1整套控制系统采用手动按钮控制，独立的电气控制柜；
2.6.2．控制内容：
2.6.2.1．机械泵的起、停；
2.6.2.2．在缺水情况下的报警系统；
2.6.2.3．气体流量显示；
2.6.2.4. 真空显示；
3．系统配置
序号 名称 参数 数量 生产厂家 备注
1 椭球谐振腔 径向450mm×轴向600mm，壁厚5mm，优质不锈钢 1台 泰科诺
2 天线部分 见实物，紫铜 1套 泰科诺 需方提供波导
3 连接法兰 2套 泰科诺
4 石英钟罩 Ф230mm 1台 定制 需方提供
5 放气阀 Ф6mm 1只 北京
6 机械泵 2L/S 1台 需方提供
7 主阀 手动（挡板）阀 1台 泰科诺
8 真空测量 电阻计及显示 1套 成都 需方提供
9 质量流量计 200sccm/50sccm 3只 七星华创 需方提供
10 微波电源 800W 1台 需方提供
11 电气控制系统 1套
12 水冷循环及缺水保护系统 1套
11 机架 1台 泰科诺
12 电控柜 1台 泰科诺
13 冷却循环水机 TCWS-2 1台 泰科诺
一种大气微波环形波导等离子体设备
第１９卷第９期 ２００７年９月 强 激 光 与 粒 子 束
Ｈ ＩＧ Ｈ ＰＯＷＥＲ ＬＡＳＥＲ ＡＮＤ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＢＥＡＭＳ Ｖｏ１．１９，Ｎｏ．９ Ｓｅｐ．，２００７
文章编号：１００１—４３２２（２００７）０９—１５０１—０６
一种大气微波环形波导等离子体设备
刘 亮， 张贵新， 朱志杰， 罗承沐
（清华大学电机工程与应用电子技术系，北京１０００８４）
摘要：微波等离子体相对其它等离子体而言有很多的优点，具有极高的工业应用价值。但在大气条件
下，大体积的微波等离子体较难获得。为达到产生该种微波等离子体并将之应用的目的，特设计了一台环形波
导反应腔设备并从事了等离子体激发的相关研究。介绍了该设备的设计思路，给出了常用的非磁化微波等离
子体工作气体的击穿曲线，通过软件仿真得到了反应腔内的电场分布，并陈述了微波等离子体反应的基本现
象。结合试验的结果，证明了软件仿真的正确性和装置的有效性。目前，该装置可在大气压下顺利激发一定体
积的氦、氩等离子体。
关键词：等离子体；微波；大气压；环形波导；设备
中图分类号：０５３９ 文献标识码：Ａ
微波等离子体由于有较高的电离度和电子密度，相对气体温度而言具有较高的电子温度和离子温度，可适
应的压强范围宽，能在高气压下维持等离子体，没有内部电极污染，高压源和等离子体发生器互相隔离，微波源
工作稳定，寿命长，微波泄漏小，安全防护工作比较成熟，安全因素高，工作宁静等优点［１］，已经吸引了越来越多
的科研工作者从事微波等离子体激发和应用方面的研究。而大气压下微波等离子体的产生和稳定运行，具有
很强的工业价值，也日渐成为了该领域的热点。但是，在大气压下保证微波等离子体具有适应工业要求的大体
积、大能量，仍有一定的难度。目前，以等离子体炬方法获得大气压下的微波等离子体已比较常见，具有代表性
的有利物浦大学的ＡＩ－Ｓｈａｍｍａ’ａ教授的ＡＭＰＪ（ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｌａｓｍａ ｊｅｔ）－２Ｊ，但其等离子体体积不
线形同轴耦合微波等离子体系统仿真研究
电子工业专用设备EquipmentforElectronicProductsManufacturing
（总第287期）Apr援圆021收稿日期院2021-03-09线形同轴耦合微波等离子体系统
仿真研究
彭宜昌，吴易龙，徐伟，张威，陈特超
(湖南红太阳光电科技有限公司袁湖南长沙410111)
摘要院微波等离子体增强化学气相沉积渊MW-PECVD冤法产生的等离子体密度高袁成膜质量好袁
是制备高效太阳能电池背面钝化膜的重要方法遥基于自主研制的平板式PECVD设备袁对其核心
部分要要要线形同轴微波等离子体系统进行了仿真分析袁获得了该系统等离子体源的空间分布规
律袁为设备设计的进一步优化提供技术指导遥
关键词院线形同轴耦合微波等离子体曰电子密度曰真空腔体曰平板式PECVD设备
中图分类号院TN304.055文献标志码院B文章编号院1004-4507(2021)02-0005-04
SimulationofLinearCoaxialCouplingMicrowave
PlasmaSystem
PENGYichang，WUYilong，XUWei，ZHANGWei，CHENTechao
(HunanRedSolarPhotoelectricityScienceandTechnologyCo.，Ltd.，Changsha410111，China)
Abstract:Microwaveplasmaenhancedchemicalvapordeposition(MW-PECVD)isanimportant
methodtopreparehigh-efficiencypassivefilmonthebackofsolarcellsduetoitshighplasmadensity
andgoodfilmquality.Inthispaper，basedontheself-developedflatPECVDequipment，the
simulationanalysisofthelinearcoaxialmicrowaveplasmasystemiscarriedout，andthespatial
低温等离子设备的工作原理
低温等离子设备的工作原理
低温等离子设备是一种利用等离子体技术进行工业生产的设备。它的工作原理是通过控制气体的电离和激发，产生低温等离子体，从而实现对物质进行表面处理、材料合成以及能源转化等应用。
低温等离子设备的核心部件是等离子体发生器。这个发生器用来产生等离子体，通常采用射频电源或微波电源作为能量源，通过电磁场的作用使气体分子发生电离和激发。等离子体发生器还包括一个反应室，用来容纳气体并进行等离子体反应。
在低温等离子设备中，气体是一个非常重要的因素。不同的应用需要使用不同的气体，常见的有氢气、氮气和氧气等。气体在进入反应室之前，通常会通过净化系统进行处理，去除杂质和水分，确保气体的纯度和稳定性。
当气体进入反应室后，通过外加的电场或电磁场，气体分子会发生电离和激发。电离是指气体分子失去或获得电子，形成带正电荷的离子和自由电子。激发是指气体分子的电子跃迁到高能级的激发态，这些激发态的分子具有较长的寿命，可以与其他分子发生化学反应。
在等离子体中，离子和自由电子的相互作用极为复杂。离子与离子之间通过库仑排斥力相互作用，形成等离子体的电浆状态。自由电子则具有高速运动的特性，对物质表面具有较强的穿透能力，可以激发表面原子和分子，并引发化学反应。这些反应包括表面氧化、氮化、碳化等，可以实现对材料表面性能的改良。
低温等离子设备还可以利用等离子体产生的高能粒子进行材料合成。高能粒子可以在材料表面形成薄膜或纳米颗粒，从而改变材料的结构和性能。这种材料合成方法具有高效、环保、可控性强的特点，广泛应用于光电子、能源存储、生物医药等领域。
在能源转化方面，低温等离子设备可以利用等离子体产生的活性粒子进行能量转换。通过等离子体反应，可以将化学能、电能和热能等转化为可用能源，如电能、光能等。这种能量转化方式具有高效、可控性强、无污染等优点，被广泛应用于新能源开发和能源转换领域。
低温等离子设备利用等离子体技术实现对物质的表面处理、材料合成和能源转化。通过控制气体的电离和激发，产生低温等离子体，从而实现对材料的改良和能源的转化。这种设备在材料科学、能源技术、化学工程等领域具有广泛的应用前景。
915mhz微波等离子体气相沉积
915mhz微波等离子体气相沉积
915MHz微波等离子体气相沉积（Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition，简称MPCVD）是一种用于制备金刚石薄膜等材料的技术。该技术利用微波等离子体在低温下将碳源气体分解，并在衬底表面生长高质量的金刚石薄膜。以下是915MHz微波等离子体气相沉积的主要特点和应用：
1. 低温沉积：与传统的热丝辅助化学气相沉积法（HFCVD）相比，915MHz微波等离子体气相沉积可以在较低的温度下生长金刚石薄膜，有利于保持基底的完整性，降低薄膜的制备成本。
2. 环保无污染：微波等离子体是无极放电，减少了气体污染和电极腐蚀问题，有利于环境保护和设备维护。
3. 高离子密度：915MHz微波等离子体具有较高的电离和分解程度，使原料气体分解充分，有利于提高金刚石薄膜的质量和密度。
4. 宽运行气压范围：微波等离子体在高压下能维持等离子体，有利于生长大尺寸的金刚石薄膜。
5. 良好的重复性和可控性：915MHz微波等离子体气相沉积具有较低的密度涨落，便于调整等离子体参数（如离子密度、电子温度），从而实现对薄膜生长过程的精确控制。
6. 应用领域：915MHz微波等离子体气相沉积技术已成功应用于制备金刚石薄膜，适用于电子、光电子、能源等领域。此外，该技术还可用于生长其他纳米材料，如SiC纳米线等。
总之，915MHz微波等离子体气相沉积作为一种高效、环保、低温的金刚石薄膜制备方法，具有广泛的应用前景。随着研究的深入和技术的不断优化，这种方法在金刚石器件产业应用中的优势将更加明显。
微波等离子体化学气相沉积法
微波等离子体化学气相沉积法
咱说这微波等离子体化学气相沉积法啊，这可不是个简单事儿。我就见过好些个实验，那设备操作啊，参差不齐的。就像我们那实验室，有个小张，看着精精神神一小伙儿，白大褂总是穿得一丝不苟，眼睛亮晶晶的，透着股机灵劲儿。可一开始啊，他对这沉积法真不咋行，操作毛毛躁躁的。
我就寻思着，得想个法子提升提升大家的实验能力。首先呢，培训是必不可少的。我就把大家都召集起来，说：“咱都得学习啊，就像那鸟，想要飞得高，还得练练翅膀不是？”我站在前面，看着他们或疑惑或期待的眼神。这培训内容可得丰富，不能光讲那些干巴巴的理论。我就找了那些有实战经验的人来分享，讲他们是怎么一步一步克服困难的。
我记得有一回，请来的老李，那满脸的皱纹都像是岁月的故事书。老李站在那儿，操着一口带着乡音的普通话就开始讲：“咱这实验啊，就跟种地似的，你得细心，每一个环节都不能马虎。我刚参加工作的时候，比你们还傻呢，啥都不懂，看着那些设备就像看外星玩意儿。”大家听着都笑了起来，这一笑啊，气氛就轻松多了。
除了培训，实践也重要啊。我就跟领导说：“咱得给员工机会去试错，就像孩子学走路，哪有不摔跤就学会的？”领导一开始还不太乐意，皱着眉头说：“这要是出了错，损失可不小。”我就笑着跟他说：“领导啊，你看那下棋的，哪有光看不练就能成高手的？咱得有点长远眼光。”领导被我这么一说，也觉得有点道理。
于是我们就开始给员工安排一些有挑战性的实验任务。这过程中啊，有的员工就犯愁了。像小王，平时话不多，一遇到难题就更沉默了，低着头，脸憋得通红。我就走到他身边，拍拍他的肩膀说：“小王啊，别怕，这就跟爬山似的，看着高，一步一步来总能到顶的。”然后我就跟他一起分析问题，给他出主意。
这实验能力提升啊，还得有点激励措施。光让人家干活，没点好处谁乐意啊？
我就跟财务那边商量，设了个奖励机制。每个月要是谁在实验能力提升方面有明显进步，就给他发个小奖金。这奖金虽不多，但是个心意。大家一听有奖金，那积极性一下子就上来了。就像一群小麻雀看到了谷粒似的，眼睛都放光了。
物理实验技术中的等离子体技术使用方法
物理实验技术中的等离子体技术使用方法
等离子体技术在物理实验技术中的使用方法
随着科技的不断发展，物理实验技术也在不断创新和改进。其中，等离子体技术作为一种重要的实验技术，被广泛应用于物理领域的研究与实验中。本文将重点探讨等离子体技术在物理实验中的使用方法，介绍其基本原理、实验设备以及实验操作等相关内容。
一、等离子体技术的基本原理
等离子体是物质的第四个状态，由离子和自由电子构成，具有电中性和高能量的特征。等离子体技术利用等离子体的这些特性，通过加热、放电、辐射等方式产生等离子体，然后用于进行物理实验。
二、等离子体实验所需的设备
1. 等离子体生成装置：包括等离子体发生器、等离子体源等。等离子体发生器通常采用高频或者射频电源，用于加热物质使之产生等离子体。等离子体源是产生等离子体的设备，通常有微波等离子体源、电子回旋共振等离子体源等。
2. 等离子体诊断装置：用于对产生的等离子体进行测量和分析。常见的等离子体诊断装置有电子能谱仪、质谱仪、光谱仪等，可以提供等离子体密度、温度、成分和粒子能量分布等信息。
3. 等离子体反应器：用于进行特定的等离子体实验。不同的等离子体实验可采用不同的反应器，包括球形反应器、柱形反应器、环形反应器等。
三、等离子体实验的操作步骤
1. 准备工作：进行等离子体实验前，需要进行设备的检查和准备。确保设备的正常运行，清洁等离子体发生器和等离子体源等。 2. 等离子体的生成：根据实验要求选择适当的方式生成等离子体，如加热、辐射、放电等。加热法通常采用高温加热物质使之产生等离子体，辐射法利用电磁波辐射物质产生等离子体，放电法通过大气放电、高压放电等方式产生等离子体。
3. 实验操作：根据实验要求进行实验操作。可以利用等离子体诊断装置对等离子体的物理性质进行测量和分析，如等离子体密度、温度、成分等。根据实验结果可以进行相应的数据处理和分析，得出结论。
4. 结束工作：实验结束后，关闭设备，清洁等离子体发生器和等离子体源等。归档实验数据和结果，总结和分析实验效果，以供后续研究和进一步优化。
微波等离子
微波等离子
微波等离子技术是一种利用微波能量来产生等离子体的方法。它在许多领域中有着广泛的应用，包括材料加工、环境治理、医疗诊断和治疗等。下面将详细介绍微波等离子技术的原理、应用和未来发展方向。
一、微波等离子技术的原理
微波等离子技术基于微波辐射与物质相互作用的原理。当物质受到高频电磁场（即微波）的辐射时，分子内部的电荷会受到激励，从而导致分子振动和碰撞。当电场强度足够大时，分子内部的电荷会被激发到足够高的能级，从而形成等离子体。这种由微波辐射产生的等离子体称为微波等离子。
二、微波等离子技术的应用
1. 材料加工：微波等离子技术可以用于材料表面处理、涂层制备和纳米材料合成。通过调节微波功率和频率，可以控制材料表面的化学反应和物理性质，从而实现对材料的改性和功能化。
2. 环境治理：微波等离子技术可以用于大气污染物的降解和废水处理。通过将被污染的空气或水暴露在微波辐射下，污染物分子中的键合能量会被破坏，从而实现其降解和去除。
3. 医疗诊断和治疗：微波等离子技术可以用于医学影像诊断和肿瘤治疗。在医学影像诊断中，微波等离子技术可以通过检测组织中的微波信号来获取组织的结构和功能信息。在肿瘤治疗中，微波等离子技术可以用于局部加热肿瘤组织，从而实现肿瘤的消融或减小。
三、微波等离子技术的未来发展方向
1. 提高效率：目前微波等离子技术在能量转换效率方面还存在一定的局限性。未来需要进一步提高微波能量与物质相互作用的效率，以提高整体系统的能量利用率。
2. 扩大应用范围：目前微波等离子技术主要应用于材料加工、环境治理和医疗领域。未来可以进一步拓展其应用范围，如在能源领域中利用微波等离子技术进行高效能量转换和储存。
3. 提高控制性：微波等离子技术的控制性对于实现精确的加工和治疗非常关键。未来需要发展更加精确、可调控的微波等离子技术，以满足不同领域的需求。
4. 降低成本：目前微波设备和相关材料的成本较高，限制了微波等离子技术的应用推广。未来需要通过技术创新和产业化推动，降低设备和材料的成本，提高微波等离子技术的市场竞争力。
微波等离子体灯制作方法
微波等离子体灯是一种利用微波能量产生等离子体发光的装置。制作微波等离子体灯的方法如下：
1. 准备材料和设备：主要包括石英管、微波发生器、压缩空气供应系统、电源及控制系统等。
2.
制作石英管：石英管是微波等离子体灯的关键部件，其内部需要具有较高的真空度。可以选择高纯度的石英玻璃材料，通过特殊工艺加工制成。
3.
安装微波发生器：微波发生器负责产生微波能量，需要安装在石英管的一端，与石英管紧密相连。
4.
连接压缩空气供应系统：为了产生微波等离子体，需要向石英管内提供压缩空气。将压缩空气供应系统与石英管连接，确保空气可以顺畅地进入石英管。
5. 设计控制系统：微波等离子体灯需要精确的控制系统来调整微波输出功率和频率。可以采用计算机控制系统，通过编程实现对微波发生器的实时控制。
6. 组装和调试：将各个部件组装在一起，确保连接牢固。然后对整个微波等离子体灯进行调试，包括检查微波发生器、石英管、空气供应系统和控制系统的运行情况，确保微波等离子体灯正常工作。
7.
测试和优化：对微波等离子体灯进行测试，观察其发光效果、稳定性、能耗等方面，根据测试结果进行相应的调整和优化，以达到最佳性能。
通过以上步骤，可以制作出微波等离子体灯。微波等离子体灯具有广泛的应用，如空气净化、杀菌消毒、照明、信号干扰等。
大气压微波等离子体装置的研制
大气压微波等离子体装置的研制
大气压微波等离子体装置是一套利用微波电场,通过特殊结构设计的波导传输耦合微波能量,在常压条件下产生等离子体的装置。目前,工业产生等离子体的技术有很多,包括热致电离、气体放电、放射性同位素、激光照射、高功率微波激励等方法。微波放电技术相对于其它气体放电产生等离子体的技术有诸多优势,例如能量转化效率高,电离度高,无电极污染,在大气压条件下产生,无需特殊的真空设备,同时保证了产品处理过程的连续性。基于以上特点,大气压微波等离子体技术越来越受到科研机构以及市场的青睐,具有良好的工业价值和商业前景。但是,现有微波等离子体发生装置在波导结构、微波电源、能量耦合效率以及微波电场变化规律等方面尚需进一步研究和优化。本课题旨在设计一套完整高效、符合安全标准的大气压微波等离子体发生装置,探究微波电场分布规律;在得到稳定等离子体射流的基础上,进一步通过实验探究影响微波等离子体射流效果的实验因素;本课题将进行微波等离子体射流处理细菌,从而获得活性诱变细菌的初步探究。本文通过研究等离子体产生机理,设计一套适用于大气压激发等离子体的微波装置。此套装置有五大系统组成:电源系统、微波传输系统、喷嘴系统、调谐控制系统、...
微波CVD设备-东..
微波CVD设备
技术方案
TMMPS-201C型微波CVD设备是参考国外一些同类机型设计和研制的一款1KW/2450MHz多用途、高稳定中等压强微波等离子体综合实验加工设备。系统几个主要部分如框图所示。
TMMPS-201C 微波等离子体CVD系统示意图
它具有性能先进、功能完善、结构合理、使用方便、安全可靠等特点。特别适合应用于金刚石等多种薄膜的化学气相沉积（CVD）；材料表面处理和改性；低温氧化物的生长等高科技领域。
1. 系统组成和主要特点：
1) 微波功率100W～1kW连续可调，最高大功率可达1kW；稳定度优于±1％；控制性能好；内部智能模块提供方便地手动程控， 采用磁控管灯丝降压跟踪技术，无电容电感滤波的高精度电压反馈调整及磁场线圈电路稳定技术；采用完善的线路安全闭锁控制系统，使该系统工作寿命长，电气性能优良，安全可靠，操作简单方便。
2) 系统采用由BJ-26波导和1kW功率量级的高性能微波环行器，手动三销钉调配器，带反射波取样的水负载以及外部连接波导组成的优良微波传输系统。
它确保反射波对磁控管的良好隔离，使之稳定工作，又能在等离子体负载大范围变化时（VSMR-1.5～30），能方便地调节最佳匹配，达到微波功率的最佳传输，并通过反射波取样，以数字显示反射功率大小和实时工作状态。
3) 下注式（DOWNSTREAM）微波反应腔。 它由工作于TM012或TM013模式的圆柱腔，带可调同轴耦合探针的门钮式同轴波导耦合器、板式石英窗构成的微波放电室所组成。适当调节波导短路活赛L2，以及同轴耦合探针L3，可在很宽的运行范围内高效率地把微波功率耦合给等离子体，在等离子体放电室中产生高密度、高电离度、大面积极均匀稳定的微波放电。我们在总结过去经验基础上，将在腔体结构和尺寸以及所有调节机构方面做精心设计和技术改进，确保在气压50乇、微波功率1KW时，微波腔体系统能正常工作，微波等离子体火球稳定于基体上，位置居中，等离子体火球覆盖40mm基体（低气压应更大），即第二场强最大处。腔体系统不存在打火现象。