掺氦对射频感应耦合等离子体制备碳化硼涂层的影响

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作者 苏毅 吴曦 +2 位作者 胡娟 赵鹏 朱海龙 《表面技术》 北大核心 2025年第13期214-224,共11页

目的利用射频感应耦合等离子体喷涂(RF-ICPS)技术在第一壁材料钨(W)表面制备碳化硼(B_(4)C)涂层,研究等离子体工作气体中掺氦(He)对涂层质量的影响。方法采用实验表征与数值模拟相结合的方法,通过在工作气体中掺入不同体积分数的He,制备... 目的利用射频感应耦合等离子体喷涂(RF-ICPS)技术在第一壁材料钨(W)表面制备碳化硼(B_(4)C)涂层,研究等离子体工作气体中掺氦(He)对涂层质量的影响。方法采用实验表征与数值模拟相结合的方法,通过在工作气体中掺入不同体积分数的He,制备B_(4)C涂层,表征涂层表面形貌和组成变化。采用Ansys Fluent模拟软件,建立三维射频等离子体与B_(4)C颗粒之间的有限元模型,探究在等离子体中加入He,通过调控等离子体属性参数,进而影响涂层制备的内在机理。结果随着等离子体工作气体中He的体积分数的提升,可明显降低涂层的孔隙率,当He的体积分数升高到7.2%时,孔隙率降至1.1%,且涂层的主要组成未发生变化。模拟结果显示,当He的体积分数从0%升高到7.2%时,等离子体焓值提高了38%,同时颗粒加热熔融效果明显提升;当He的体积分数升高到7.2%时,B_(4)C颗粒温度达到2800 K以上的占65.5%。结论在等离子体工作气体中加入He,不仅具有提高等离子体热导率的作用,还可以提高等离子体的焓值,促进飞行B_(4)C颗粒在等离子体中的加热效果,从而提升涂层的致密度。 展开更多

关键词 射频感应耦合等离子体 碳化硼涂层 HE 数值模拟

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感应耦合等离子体离子源放电特性仿真研究

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作者 李日正 倪国华 +1 位作者 孙红梅 王城 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期819-824,共6页

针对于一款放电腔直径为60 mm的射频感应耦合等离子体离子源,采用数值模拟的方法研究了射频天线和放电腔结构对氩离子密度分布的影响。结果表明,相比于均匀绕制线圈,非等匝间距的射频天线可有效提高所产生等离子体中氩离子平均密度与其... 针对于一款放电腔直径为60 mm的射频感应耦合等离子体离子源,采用数值模拟的方法研究了射频天线和放电腔结构对氩离子密度分布的影响。结果表明,相比于均匀绕制线圈,非等匝间距的射频天线可有效提高所产生等离子体中氩离子平均密度与其径向均匀性均;氩离子密度随着放电腔高度的增大先增大后减小,在高度为38 mm时达到最大值;使用阶梯式介质窗虽然可以提高氩离子的密度,但也增加了其被溅射的风险。将模拟计算结果应用于离子源实验装置的研制,实现了0.24 mA氩离子束稳定引出。 展开更多

关键词 离子源 数值模拟 感应耦合等离子体 等离子体发生器

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用于薄膜制备的射频宽束离子源的设计 被引量：7

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作者 尤大伟 黄小刚 +1 位作者 任荆学 李安杰 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期451-454,共4页

采用射频宽束离子源进行离子束辅助镀膜可以获得高性能的光学薄膜 ,已越来越得到人们的共识。本文对射频感应线圈的匹配、起弧及三栅离子光学的关键技术进行了重点考虑 ,并获得了稳定运行的高性能离子源。

关键词 宽束 离子源 薄膜制备 光学薄膜 离子束 感应线圈 匹配 射频 镀膜 高性能

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射频ICP离子源设计研究 被引量：11

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作者 许沭华 任兆杏 +1 位作者 沈克明 翁坚 《真空科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第4期310-312,共3页

本文介绍了射频 (RF)感应耦合等离子体 (ICP)离子源的设计研究。对RFICP的结构、离子流的引出以及离子流的均匀性、中性化和射频匹配网络进行了研究。

关键词 射频ICP 离子源 设计 射频匹配网络 感应耦合等离子体 离子流 均匀性 中性化

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射频电子源数值仿真及实验研究 被引量：4

5

作者 李兴达 张兴民 +2 位作者 李建鹏 张天平 孙新锋 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2394-2400,共7页

射频电子源以其结构简单、不易受污染、寿命长、瞬时启动等优点,可以作为离子和霍尔电推进的中和器,显著提升其寿命和性能。为了研究射频电子源的优化设计方法,基于放电室等离子体整体模型和非双极流动模型开展了射频电子源性能的仿真评... 射频电子源以其结构简单、不易受污染、寿命长、瞬时启动等优点,可以作为离子和霍尔电推进的中和器,显著提升其寿命和性能。为了研究射频电子源的优化设计方法,基于放电室等离子体整体模型和非双极流动模型开展了射频电子源性能的仿真评估,并对研制的1A级电子源样机开展了实验测试。研究结果显示:仿真与实验结果一致性较好,引出电子电流与收集电压、小孔直径、工质流率、射频功率相关,各参数相互耦合且存在最优组合,样机额定工作点下,电子源放电损耗为99W/A,工质利用率系数为11。 展开更多

关键词 电推进 电子源 感性耦合等离子体 整体模型 引出电流 射频

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辉光放电质谱仪的历史现状与未来 被引量：3

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作者 杭纬 杨成隆 +3 位作者 苏永选 杨芃原 王小如 黄本立 《质谱学报》 EI CAS CSCD 1996年第2期8-14,共7页

本文介绍辉光放电（ＧｌｏｗＤｉｓｃｈａｒｇｅ，ＧＤ）作为质谱仪离子源的发展过程，叙述了多种形式的辉光放电离子源的特性及应用，并就辉光放电质谱仪做为分析手段与其他分析方法进行了比较，对该领域的杰出人士及辉光放电商品仪器... 本文介绍辉光放电（ＧｌｏｗＤｉｓｃｈａｒｇｅ，ＧＤ）作为质谱仪离子源的发展过程，叙述了多种形式的辉光放电离子源的特性及应用，并就辉光放电质谱仪做为分析手段与其他分析方法进行了比较，对该领域的杰出人士及辉光放电商品仪器进行了介绍，最后根据专家们的分析，探讨了辉光放电质谱仪的未来工作方向。 展开更多

关键词 辉光放电质谱仪 离子源 原子光谱仪 辉光放电

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iCAP 6300电感耦合等离子体发射光谱仪的常规维护方法 被引量：5

7

作者 赵庆令 李清彩 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期767-772,共6页

电感耦合等离子体发射光谱仪在使用过程中,由于控制气体流量的电磁阀出现机械性移位,致使工作气流量过于偏大或偏小,对进样系统及分析数据产生不利影响;长期频繁使用条件下,由于控制光学系统的机械定位装置的磨损,致使谱峰坐标偏离而影... 电感耦合等离子体发射光谱仪在使用过程中,由于控制气体流量的电磁阀出现机械性移位,致使工作气流量过于偏大或偏小,对进样系统及分析数据产生不利影响;长期频繁使用条件下,由于控制光学系统的机械定位装置的磨损,致使谱峰坐标偏离而影响仪器灵敏度;很长时间不能"引燃"等离子体,检查进样系统和氩气纯度并没有发现异常,需要验证RF发生器有无功率输出时有一定的困难;在等离子体工作时产生的高温尾气的长期作用下,难免造成点火头末端铜丝的锈蚀,致使点火头放电微弱,不能"引燃"等离子体。因此,为保证仪器的正常运行,提高工作效率,确保检测数据的准确度,实验室应建立健全电感耦合等离子体发射光谱仪维护保养方案,解决上述问题。本文结合实际工作经验,以iCAP 6300电感耦合等离子体发射光谱仪为例,提出可以借助"Manufacturing and Service.exe"程序校正工作气流量,验证RF发生器是否输出功率;利用C 193.091 nm谱线为基准校正谱线修正CID检测器的谱峰坐标系统;另外,对点火头、分析软件数据库及主机灰尘的清理也进行了详细的维护说明,这些措施有益于保障仪器的性能及提高设备的利用率。 展开更多

关键词 电感耦合等离子体发射光谱仪 维护保养 电磁阀 点火头 电荷注入检测器 RF发生器

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改进滑模极值搜索控制在阻抗匹配的应用 被引量：1

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作者 李颖晖 武颂尧 +2 位作者 林茂 邱枭楠 李勐 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2021年第2期1-7,共7页

针对等离子体隐身中机载小型化射频电源在阻抗匹配网络的匹配速度慢和匹配精度低的问题,提出了一种新的阻抗匹配优化算法。通过分析射频电路阻抗匹配过程提出优化目标函数,根据电路输出有功功率与匹配电容的特性曲线自寻优系统峰值,利... 针对等离子体隐身中机载小型化射频电源在阻抗匹配网络的匹配速度慢和匹配精度低的问题,提出了一种新的阻抗匹配优化算法。通过分析射频电路阻抗匹配过程提出优化目标函数,根据电路输出有功功率与匹配电容的特性曲线自寻优系统峰值,利用切换环节结合终端滑模控制设计了改进终端滑模极值搜索算法,得到L型匹配网络电容的优化值,获得射频源输出最大功率,并证明了该控制方法的稳定性。该方法在滑模极值寻优二三模式切换时设定阈值函数,并在滑模振荡阶段加入终端滑模面减小系统稳态误差,保证了系统稳态振荡幅值减小的基础上提高收敛速度,并降低系统计算复杂度。通过与传统滑模搜索进行对比,仿真和实验结果证明了该方法有效性。 展开更多

关键词 射频电路 感应耦合等离子体 滑模极值搜索 阻抗匹配 终端滑模

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深亚微米/纳米CMOS器件离子蚀刻新技术

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作者 成立 王振宇 +3 位作者 武小红 范木宏 祝俊 赵倩 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期35-40,共6页

综述了制备深亚微米/纳米CMOS器件的离子蚀刻新技术:考夫曼(Kaufman)离子铣蚀刻、氟基气体多晶硅蚀刻、氯基或溴基气体硅深蚀刻、电子回旋共振(ECR)蚀刻系统和电感耦合等离子体蚀刻器(ICPE)等,并对比分析了上述蚀刻技术各自的优缺点及... 综述了制备深亚微米/纳米CMOS器件的离子蚀刻新技术:考夫曼(Kaufman)离子铣蚀刻、氟基气体多晶硅蚀刻、氯基或溴基气体硅深蚀刻、电子回旋共振(ECR)蚀刻系统和电感耦合等离子体蚀刻器(ICPE)等,并对比分析了上述蚀刻技术各自的优缺点及其应用要点。 展开更多

关键词 超大规模集成电路 纳米CMOS器件 离子束蚀刻 考夫曼离子源 电子回旋共振 电感耦合等离子体蚀刻器

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小型感性耦合射频等离子体中和器的实验研究 被引量：10

10

作者 贺建武 马隆飞 +3 位作者 薛森文 章楚 段俐 康琦 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1673-1680,共8页

为了研究适用于百瓦级电推力器的离子束流中和技术,基于电子鞘层模型、射频等离子体最优放电技术和通过插入探针实现快速点火的方法,设计了一套小型感性耦合射频等离子体中和器(RF plasma neutralizer,RPN)。实验研究了RPN中和器的稳定... 为了研究适用于百瓦级电推力器的离子束流中和技术,基于电子鞘层模型、射频等离子体最优放电技术和通过插入探针实现快速点火的方法,设计了一套小型感性耦合射频等离子体中和器(RF plasma neutralizer,RPN)。实验研究了RPN中和器的稳定工作条件和电子引出特性,实现了RPN中和器稳定工作和电子有效引出。实验结果表明:电子引出特性主要取决于发射孔附近阳极斑的形成与否,而阳极斑的形成又主要受结构设计、工质流量和偏置电压等运行条件的影响;通过对RPN运行条件的优化试验,获得了55~150m A可调电子束流范围和较高的工质利用系数(3.9~10.5),满足离子束流中和需求;另外,实验中还观察到了电子束流随工质流量或偏置电压的迟滞现象。 展开更多

关键词 感性耦合等离子体 中和器 离子推力器 空心阴极 电子源

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放电参数变化对电感耦合等离子闭式等离子体空间分布特性研究 被引量：4

11

作者 林茂 徐浩军 +2 位作者 魏小龙 韩欣珉 武颂尧 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1294-1304,共11页

射频电感耦合等离子体(ICP)在实际放电过程中,线圈的构型、电源参数、气压等外部工质条件的变化均会对结果产生较大影响,依靠实验很难得到多外部条件对ICP参数分布的影响机理和规律,因此需要结合仿真和实验的方法进行分析。该文通过建... 射频电感耦合等离子体(ICP)在实际放电过程中,线圈的构型、电源参数、气压等外部工质条件的变化均会对结果产生较大影响,依靠实验很难得到多外部条件对ICP参数分布的影响机理和规律,因此需要结合仿真和实验的方法进行分析。该文通过建立感性线圈的电磁学有限元模型,分析不同线圈构型下射频电磁场在等离子体内部的空间分布,研究放电参数(线圈构型、功率大小)对等离子体分布影响和E-H模型下放电形态的跳变过程,并观察进入稳定H模式后电源参数的变化规律,为等离子体源的小型化工程应用提供理论基础。实验和仿真计算结果表明:不同线圈匝数在不同功率条件下,电磁场强度变化对等离子功率吸收和功率耦合有较大影响;当工作气压在0~20Pa时,ICP的电子密度呈轴对称分布,随着放电功率、气压的增大,等离子体吸收的功率和电离度也随之增加,其电子密度相应地增大,放电功率的增加会使得环状的等离子体区域随之扩大,在轴向、径向上的分布呈先逐渐增大而后在靠近腔室壁面区域迅速下降。 展开更多

关键词 电感耦合等离子体 射频功率 放电线圈 参数空间分布

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SiC光学材料的电弧增强等离子体加工方法 被引量：1

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作者 史宝鲁 戴一帆 +1 位作者 解旭辉 周林 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期34-38,共5页

Si C光学材料具有高化学稳定性,其在普通的等离子体加工中难以获得较高的加工效率。在等离子体加工实验中,发现提高等离子体的自身射频电压可增强等离子体与Si C材料之间的电弧放电作用,而借助电弧的增强作用可提高Si C材料的加工效率,... Si C光学材料具有高化学稳定性,其在普通的等离子体加工中难以获得较高的加工效率。在等离子体加工实验中,发现提高等离子体的自身射频电压可增强等离子体与Si C材料之间的电弧放电作用,而借助电弧的增强作用可提高Si C材料的加工效率,因此提出电弧增强等离子体加工方法。为研究电弧的形成原理,使用自制的探针分别测量了普通电感耦合等离子体和电弧增强等离子体的电压。分别使用传统方法和电弧增强方法对S-Si C进行直线扫描加工实验,证明了电弧增强等离子体加工方法具有更高的加工效率。 展开更多

关键词 电感耦合等离子体 射频电压 电弧等离子体 碳化硅

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电感耦合式射频离子源放电与引出特性实验 被引量：1

13

作者 李建鹏 李兴达 张兴民 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第22期20-24,共5页

为研究电感耦合式射频离子源性能受离子束流、功率强度、工质流量和栅间电压的影响,以束流直径11 cm射频离子源为对象,完成了射频离子源点火起弧关键物理参数的设计和选择,设计并搭建了电感耦合式射频离子源性能试验系统,通过试验研究... 为研究电感耦合式射频离子源性能受离子束流、功率强度、工质流量和栅间电压的影响,以束流直径11 cm射频离子源为对象,完成了射频离子源点火起弧关键物理参数的设计和选择,设计并搭建了电感耦合式射频离子源性能试验系统,通过试验研究了射频放电中离子束流、射频功率、工质流量、栅间电压之间的规律.结果表明:射频离子源试验系统设计合理,能够可靠稳定地工作,真空度低于1.0×10^-3 Pa的氩工质条件下离子束能量大范围独立可调,在100~1500 eV范围引出80~460 mA的离子束流,当工质流量一定时,离子源离子束流随射频功率的增大以1 mA/W比率增加,射频功率一定时,离子源束流强度随工质流量增大,在20 sccm时,离子源束流强度至稳定值或者略微增加,合理控制离子源工作参数可以提高离子源工作性能和效率. 展开更多

关键词 电感耦合式 射频离子源 设计 离子束流 实验

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ICP-CVD制备a-CHON及光学性能分析

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作者 陈飞 吴卫东 +1 位作者 干泰原 曹林洪 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期408-414,共7页

采用外置电感耦合等离子体化学气相沉积法,以高纯CH4/N2/CO2/H2作为反应气体,制备出非晶的a-CHON薄膜。研究了放电功率对薄膜沉积速率、表面形貌及光学性能的影响。结果表明沉积速率随着放电功率的增加而增加,而非线性增加;原子力显微... 采用外置电感耦合等离子体化学气相沉积法,以高纯CH4/N2/CO2/H2作为反应气体,制备出非晶的a-CHON薄膜。研究了放电功率对薄膜沉积速率、表面形貌及光学性能的影响。结果表明沉积速率随着放电功率的增加而增加,而非线性增加;原子力显微镜分析结果表明放电功率对薄膜粗糙度有较大的影响;红外光谱分析表明了薄膜内部存在C-O,C=O,C≡N以及C-H键;紫外-可见-近红外光分析表明,薄膜的光学带隙随放电功率的增加而减小;薄膜折射率在可见光区的色散图表明,折射率随入射光频率的增加而减小,出现反常色散关系;而在同一波长下薄膜的折射率先随放电功率的增加而减小,而后又有所增加。 展开更多

关键词 射频电感耦合等离子体化学气相沉积 a-CHON薄膜 沉积速率 表面形貌 光学性能

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矩形射频ICP离子束源天线设计

15

作者 苏志伟 陈庆川 韩大凯 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期73-76,共4页

为了更好地提高引出离子束的均匀性,对离子束刻蚀用矩形射频电感耦合等离子体(ICP)离子束源提出了三种线圈的设计方法,并对这三种线圈激发的电场进行了数值计算和比较。结果表明,直线段式不等距天线和并联多螺旋不等距天线线圈能够产生... 为了更好地提高引出离子束的均匀性,对离子束刻蚀用矩形射频电感耦合等离子体(ICP)离子束源提出了三种线圈的设计方法,并对这三种线圈激发的电场进行了数值计算和比较。结果表明,直线段式不等距天线和并联多螺旋不等距天线线圈能够产生均匀性良好的电场,且其耦合效率高。 展开更多

关键词 离子束源 电感耦合等离子体 天线

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射频电感耦合等离子体在横向磁场中扩散的研究

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作者 陈浩 雷光玖 +1 位作者 李明 黄丽萍 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期105-109,共5页

通过轴向移动朗缪尔探针,考察了外置电磁铁提供的横向磁场对射频感应耦合等离子体(ICP)延轴向扩散过程中的电子温度、离子密度的影响。实验数据表明,与无磁场条件下的结果相比,横向磁场的加入使得扩散区内的电子温度沿轴向迅速下降,研... 通过轴向移动朗缪尔探针,考察了外置电磁铁提供的横向磁场对射频感应耦合等离子体(ICP)延轴向扩散过程中的电子温度、离子密度的影响。实验数据表明,与无磁场条件下的结果相比,横向磁场的加入使得扩散区内的电子温度沿轴向迅速下降,研究了横向磁场对电子的过滤作用。 展开更多

关键词 射频负离子源 等离子体扩散 横向磁场 电子温度 离子密度

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射频负离子源中朗缪尔探针诊断系统研制

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作者 彭旭峰 许永建 +6 位作者 于玲 刘伟 顾玉明 汪日新 谢亚红 谢远来 胡纯栋 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期342-346,共5页

设计了一套朗缪尔探针诊断系统用于射频负离子源中等离子体参数的诊断。在测试平台上对探针进行了测试,获得了探针的V-I特性曲线,由此得到了等离子体的电子密度分布和电子温度分布,并与微波干涉仪(MWI)的测量结果进行了对比,结果表明该... 设计了一套朗缪尔探针诊断系统用于射频负离子源中等离子体参数的诊断。在测试平台上对探针进行了测试,获得了探针的V-I特性曲线,由此得到了等离子体的电子密度分布和电子温度分布,并与微波干涉仪(MWI)的测量结果进行了对比,结果表明该探针的诊断结果可以反映等离子体参数的变化。 展开更多

关键词 射频负离子源 朗缪尔探针 等离子体参数 微波干涉仪

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