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等离子体清洗过程对硅表面微纳粒子除去机理研究
        元器件表面的微纳米杂质粒子对微纳制造、光电器件研制及应用等都具有很大的危害性,所以对其有效去除方法的研究有实际应用价值。对微纳米粒子的去除,使用传统清洗方式效果不佳,难以满足要求。         等离子体清洗作为一种新型清洗技术,具有去除能力强、效果好、非接触以及易于操作等优势,具有广泛的应用前景。等离子体清洗过程包含许多复杂的物理过程,如等离子体的产生、沉积能量的累积等,都会对微粒产生作用,也将直接影响去除效果。在硅基底表面分布着直径为十几纳米到2纳米不等的微粒,这些微粒在等离子体作用下,除极小的纳米微粒外,基本都被去除。         等离子体冲击波去除微纳粒子的效果非常明显,直径在0.5μm以上的微粒去除比较彻底,而小于此粒径的微粒基本去除原有数量的50%左右。等离子体辐射光谱由连续光谱与叠加其上的线状谱线组成,光谱范围很宽,从紫外一直扩展到近红外,但主要集中在可见光范围。宽谱光辐射有助于增强基底表面微粒对等离子体辐照能量的有效吸收。         等离子体的产生、扩散以及自身的特征都会对基底表面的微粒产生作用,直接影响到去除效果。可以说,微粒去除的物理过程与等离子体的特征密不可分。击穿电离产生的自由电子有两个主要过程:一个是过程是多光子电离,主要是基于多光子电离效应使得空气的自由电子密度得到少量增加,这些自由电子可以作为种子电子为后续大量自由电子的产生奠定基础。         第二过程是自由电子密度增加到一定程度时,通过吸收效应对后续脉冲能量进行强烈的吸收,从而使得自由电子密度得到极大的增长,这是雪崩电离阶段。在这个过程中,空气的自由电子密度高,大部分脉冲能量被吸收沉积,透过量极少。如此高密度的等离子体在短时间内集中沉积了大部分的脉冲能量,所以具备了高温高压特性。         等离子体可以看作是与微粒之间的热量传输中介,可以有效地将脉冲能量传递给微粒。微粒和基底的材料不同、形状和大小不同,会引起对等离子体辐照的吸收也不同,进而产生不同的温差和相应的膨胀应力差,这就会使得微粒与基底更易于分离。微粒的有效去除是等离子体综合作用的结果,其中微粒对等离子体的辐射光吸收而引起的热膨胀效应,会在微粒与基底之间产生应力差,使微粒更易于去除。         但这种应力差一般会小于微粒与基底之间黏附力范德华力,且应力消失后,微粒依然附着在基底上,所以很难实现有效去除。而在等离子体的作用下,微粒则可以实现与基底的有效剥离,从达到清洗基底的目的。等离子体处理才是微粒去除的主要原因。利用等离子体可以对精密元件表面的杂质微粒进行有效去除,主要是基于等离子体的宽谱辐照效应和冲击波效应。         将脉冲能量有效传递给基底材料以及表面的杂质微粒,由于基底和微粒的热膨胀程度不同从而使两者产生剥离。等离子体处理产生的巨大冲击力,会进一步克服微粒与基底表面的吸附力而实现杂质微粒的完全去除。在实际的杂质微粒去除过程中,要通过控制对元件表面和焦点之间的距离,使等离子体冲击波的应力保持在小于材料的断裂且大于微粒的剥离力这个范围内,来实现对表面杂质微粒有效去除。
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低温等离子体处理改性催化剂对Ni/Al2O3催化剂催化CO2重整甲烷性能
        低温等离子体是处于热力学非平衡状态的体系,在催化剂领域有重要的应用。等离子体处理对Ni/Al2O3催化剂催化CO2重整甲烷性能,经等离子体处理再焙烧的催化剂表面,该催化剂具有很高的低温催化活性和很强的抗积碳能力。         利用等离子体技术制备催化剂,与常规催化剂相比,该催化剂金属活性物种的分散度明显提高,催化剂活性增大。低温等离子体可以有效地用于直接合成超细颗粒催化剂、提高催化剂活性组分的分散度、催化剂表面处理、将活性组分沉淀到基体以及协同催化剂共同作用等。经过低温等离子体制备或处理过的催化剂具有比表面积大、还原速率快等优点,从而提高催化剂的催化活性。         低温等离子体改性后固体碱催化剂的结构发生友好改变,催化剂催化活性有效提高,硫醇转化率明显提高。改性后催化剂形貌、颗粒大小变化明显。处理后催化剂较未改性催化剂有明显的颗粒,但部分仍为无定形态。等离子体处理的催化剂颗粒明显,但颗粒大小不均匀。等离子体处理的催化剂颗粒呈椭圆球状,且大小均匀分散性良好,空隙率大且无团聚现象。低温等离子体改性后催化剂组分平均粒径减小,催化剂的颗粒分散度得到了明显提高。         活性炭具有吸附容量大、化学稳定性好、比表面积和孔隙大等优点,可以用于吸附空气中和液相中的硫醇,是适宜的脱硫醇催化剂载体。采用低温等离子体技术能打破坏催化剂的原有晶体结构,产生更多的空穴从而提高催化剂活性。低温等离子体改性催化剂比表面积增大,微孔数量增多。由于对硫醇吸附起决定作用的是微孔,吸附容量也取决于微孔,因此低温等离子的改性能使催化剂的活性更好,硫醇的转化率更高。         等离子体作用下催化剂碱性中心位覆盖的少量H2O和CO2被进一步去除,从而降低了与MgO发生反应的可能性,催化剂碱性中心裸露出来并富集在催化剂表面,有利提高催化剂的还原性能和吸附性能,从而提高催化剂活性。
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等离子清洗机表面改性 PCB板等离子清洗机
        PCB板等离子清洗机可在线高速处理,提高生产效率,利用等离子体的特点,对需要处理的固体材料表面进行清洁、活化、激活,从而实现改变表面微观结构、化学性质、能量的目的。         等离子表面改性是等离子体与材料表面相互作用的过程,这其中包括等离子体物理和等离子体化学两个过程。等离子体和材料表面改性的机理可以简单解释为:等离子体中各种活性粒子撞击材料表面,在交换能量过程中引发大分子自由基进一步反应,在材料表面引入新的基因团并脱去小分子,该过程导致材料表面性能的提高。研究表明,等离子体作用后材料表面主要发生四种变化:         产生自由基。放电空间活性粒子撞击材料表面是表面分子间化学键被打开,从而产生大分子自由基,是材料表面具有反应活性。发生表面刻蚀。材料表面变粗糙,表面形状发生变化。发生表面交联。材料表面的自由基之间重新结合而形成一层致密的网状交联层。引入极性基因团。表面的自由基和DBD放电控件反应性活性粒子结合从而引入具有较强反应活性的极性基因。         如果放电气体中引入反应性气体,那么在活化的材料表面会发生复杂的化学反应,引入新的官能团,如烙基、氨基、羧基等,这些官能团都是活性基团,能明显提高材料表面活性。         等离子体中的大星离子、激发态分子、自由基等多种活性粒子,作用到固体样品表面,不但清除了表面原有的污染物和杂质,而且会产生刻蚀作用,将样品表面变粗糙,形成许多微细坑洼,增大了样品的比表面。提高固体表面的润湿性能。         等离子表面改性、等离子表面清洗:表面改性,增加附着力,利于涂层和印刷.塑料玩具表面呈化学惰性,若不经特殊的表面处理很难用通用胶粘剂进行粘接和印字处理。等离子清洗机对表面主要是刻蚀、活化、接枝、聚合等作用。         等离子体中的粒子能是在0~20eV,而聚合物中大部分的键能在0~10eV,因此等离子体作用到固体表面后,可以将固体表面的原有的化学键产生断裂,等离子体中的自由基与这些键形成网状的交联结构,大大地激活了表面活性。
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玻璃盖板等离子清洗机表面活化清洗处理
        针对玻璃盖板板材生产线的要求,可采用等离子表面处理设备处理产品,可选择的设备有:常压大气等离子清洗机,宽幅线性等离子设备等。等离子体的离子和电子的能量可以达到6eV甚至更高。它的大特点是喷出的等离子体为中性且无电荷。可以在线对处理过的材料表面进行活化、清洗和刻蚀。         大气常压每个喷头的等离子体尺寸为:直径15~90mm不等,喷头长度20~30mm不等。可根据产品尺寸及加工宽度要求灵活选择在线加工玻璃盖板等离子清洗机设备。         玻璃盖板等离子清洗机表面活化清洗处理原理:         等离子体是由大量的自由电子和离子组成,在宏观上接近电中性的离子化气体,是物质存在的另一个聚合态,也就是等离子态,即物质的第四态。等离子体中的电子由电场获得能量,转变为自由的高能电子,与气体中的原子和分子发生碰撞,产生激发和电离现象,产生激发分子,而原子、离子和游离基极不稳定,化学反应性强,易发生一般不能发生的反应,产生新的化合物,或使所处理物的介失重。加工时,表面层会被蚀刻,从而产生新的性能(例如减量、吸湿、增深、粘合等);或者导致交联、接枝和聚合。         等离子体和普通气体在性质上有很大不同。等离子体中的电子温度可以达到几千到数万K,而气体温度很低,大约在室温下达到数百摄氏度,而电子能量大约在几个到十几个电子伏特。这种能量大于聚合物材料的结合键能(几个到十几个电子伏特),完全可以打断有机分子的化学键,从而产生新的键能;但是,它比高能射线低得多,只与材料表面有关,因此不影响基体性能。
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Ar等离子体清洗机刻蚀处理后NGTi基TIO2薄膜变得非常致密光滑亲水
        纳米晶体钛(NGT1)具有无毒、比强度高、低弹性模量优良的生物活性等优点 ,成为生物材料领域的一个研究热点。TIO2薄膜是一种优良生物活性材料,近年来逐渐取代羟基磷灰石涂层,后者因与金属植入材料结合力不良而限制其应用。         粗晶粒钛基TIO2薄膜相比,TIO2薄膜具有更加优异的生物活性和膜/基界面结合力, 并且室温下在NGTi表面很容易获得单一金红石型TIO2薄膜。提高NGTI基金红石型TIO2 薄膜的生物活性,扩大NGTI/TIO2复合材料在人工关节和骨创伤产品等领域的应用前景具有重要意义。         高表面能的TIO2薄膜可促进成骨细胞的生长。提高TIO2薄膜表面能的方法有离子掺杂紫外光照射、Ar等离子体清洗机等离子体表面改性等。Ar等离子体清洗机等离子体处理后,NGTi基TIO2薄膜变得非常致密光滑和平整, 并且出现纳米级微坑。室温下NGTi表面能获得大量结晶状金红石型TiO2颗粒,而在普通基材(如玻璃硅片粗晶粒金属基)表面用磁控溅射技术制备的TiO2薄膜很难观察到这一现象。         Ar等离子体清洗机等离子体清洗机等离子体对薄膜具有轰击刻饰和清洗效果,这使得TIO2薄膜表层的非连续和非致密的颗粒被Ar等离子体清洗除去,留下平整致密和光滑的薄膜表面。Ar等离子体具有轰击刻蚀作用,可彻底地除去试样表面的有机污染物,因而提高T1O2 薄膜的表面能;Ar等离子体处理后,TIO2薄膜表面的T14+减少并转化为T3+,将产生电子空穴对,空穴与金红石晶面的桥氧发生反应,形成氧空位。   Ar等离子体清洗机等离子体处理后TIO2薄膜会引入氧空位,水分子会中和这些氧空位,形成OH基团,遂提高了TIO2薄膜的亲水性。Ar等离子体处理显著改善NGT基TiO2薄膜的亲水性。
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射频等离子体清洗机改善GaAs半导体器件的工作可靠性具有重要作用
        GaAs具有优良的光电特性,是II-V化合物半导体中应用广泛的半导体材料。然而,GaAs材料表面的悬挂键极易与杂质或者氧元素结合,在表面形成杂质缺陷和氧化层,成为非辐射复合中心,影响材料的发光特性,可对GaAs半导体器件的光电特性带来严重的影响。         对GaAs表面进行钝化处理,不仅能够降低表面杂质浓度,消除非辐射复合中心,提高其光电性能,而且钝化保护层能够阻止GaAs表面,在大气环境下与环境中的氧结合而被再次氧化,对改善GaAs半导体器件的工作可靠性具有重要作用。         对GaAs半导体材料的硫钝化能在其表面形成含硫化合物,可以明显改善GaAs表面的物理和化学性质。         利用射频等离子体清洗机等离子体处理方法,引导含硫Ar等离子体轰击GaAs样品,使硫与GaAs反应形成较厚的含硫钝化层,钝化效果能够得到长时间保持。该方法可控性强,避免了湿法硫钝化强腐蚀效应的影响,为改善GaAs 基半导体光电器件的性能、提高其工作寿命提供新的技术手段。         利用射频等离子体清洗机Ar辉光放电对样品表面低功率清洗,去除表面氧化层。接着加热硫单质,可通过改变加热温度适当调节真空室的硫分压。然后通人Ar,利用Ar等离子体诱导,使硫蒸气放电,产生硫等离子体,使其与载片台上的CaAs样品反应,在样品表面生成稳定的含硫化合物。         为了较大范围调节硫蒸气分压,我们通过调节真空挡板适当控制真空系统的抽气速率,从而保证腔内有足够且稳定的硫蒸气浓度参与样品表面反应。         经过射频等离子体清洗机Ar等离子体清洗后,PL强度比未处理的GaAs样品略高。这是因为Ar等离子体对GaAs表面氧化层具有清洗作用,降低了GaAs表面的非辐射复合,提高了光致发光的效率。         经含硫等离子体处理样品的PL强度比单纯经过Ar等离子体轰击的样品,PL峰值强度高104% , 说明硫等离子体起到了很好的表面钝化作用。         与未处理样品相比,PL峰值强度提高了71%,且经过退火后,等离子体硫钝化的样品峰值波长得到了恢复。硫等离子体对GaAs样品的钝化不会引人明显的杂质污染,特别是钝化效果比较稳定,更适合于GaAs光电器件的钝化工艺。         采用射频等离子体清洗机方法对GaAs衬底片表面进行了干法硫钝化。射频等离子体钝化效果受基片温度、溅射功率、退化温度的影响。对硫等离子体钝化条件的优化,样品的PL强度提高了71%,并显示出较好的PL稳定性。
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