ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАЗМЫ С ПОМОЩЬЮ ЗОНДА ЛЕНГМЮРА Студента

ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАЗМЫ С ПОМОЩЬЮ ЗОНДА ЛЕНГМЮРА Студента 321 группы 3 курса факультета нано- и биомедицинских технологий Тимошенко Владислава Александровича Научный руководитель: ассистент кафедры материаловедение, технологии и управление качеством Синев Илья Владимирович 1

Актуальность работы Разработка автоматизированного аппаратнопрограммного комплекса для определения характеристик плазмы с помощью измерения зондовых характеристик приводит к следующему: 1. Экономия времени; 2. Способность качественно контролировать процесс; 3. Точность; 4. Общая доступность. 2

Цель работы: Разработать автоматизированный аппаратно-программный комплекс для определения характеристик плазмы с помощью измерения зондовых характеристик. 3

Задачи 1. Изучить основные свойства и характеристики плазмы 2. Разработать автоматизированный аппаратно-программный комплекс для определения характеристик плазмы с помощью измерения зондовых характеристик 3. Произвести серию пробных экспериментов на установке CVD 600 4

Плазма – частично или полностью ионизованный газ, образованный из нейтральных атомов и заряженных частиц (ионов и электронов). Плазмой так же называют четвертое состояние вещества, она подчиняется газовым законам и во многих отношениях ведет себя как газ. 5

Свойства и характеристики плазмы 1) Квазинейтральность 2) Радиус Дебая 3) Идеальность плазмы 4) Плазменные колебания 5) Термодинамика плазмы 6) Диффузия плазмы поперек магнитного поля 7) Плазма как проводящая жидкость 8) Волны в плазме 6

Столкновения частиц в плазме В плазме каждая заряженная частица все время находится в поле, создаваемом остальными электронами и ионами. Действие плазменного микрополя на частицы проявляется в плавном непрерывном изменении величины и направления скорости частицы 7

Плазма в магнитном поле 8

Магнитное удержание плазмы 9

Получение плазмы Магнетронный метод Действие магнетронного распылителя основано на распылении материала мишени-катода при его бомбардировке ионами рабочего газа, образующимися в плазме тлеющего разряда.

Термический метод

Лазерный метод Лазерная аблция — метод удаления вещества с поверхности лазерным импульсом. При низкой мощности лазера вещество испаряется или сублимируется в виде свободных молекул, атомов и ионов, то есть над облучаемой поверхностью образуется слабая плазма. Желтым и зеленым цветом показаны электронный пучки, ускоряющие движение плазменных волн (синий цвет), порождаемых лазерным импульсом.

Зонд Ленгмюра — устройство, используемое для диагностики плазмы. Зондовый метод был впервые предложен Ирвингом Ленгмюром в 1923 году. Этот метод основан на измерении плотности тока заряженных частиц на электрический проводник, помещенный в плазму в зависимости от его потенциала.

14

Разработка программы для диагностики плазмы в Lab. VIEW Снятия зависимости ВАХ

Нахождение первой производной 16

Нахождение максимума производной 17

Аппроксимация участка ВАХ 18

Формула Ленгмюра 19

Общий вид 20

Реализация программы Задание параметров Исчисление приборов Измерение ВАХ Расчёт параметров Вывод параметров 21

Схема реализации программы 22

23