双极 HiPIMS 放电中长正电压脉冲期间双层结构与反向放电的产生
等离子体物理
2024-03-28 v1
摘要
在使用非平衡磁控管对 Ti 靶（直径 100mm）进行双极高功率脉冲磁控溅射的长正电压脉冲（持续时间 500s，预设正电压 100V）期间，在放电中心线及距靶面三个距离处（35mm、60mm 和 100mm）进行了时间分辨 Langmuir 探针诊断。快速相机光谱成像记录了正电压脉冲期间 Ar 和 Ti 原子及单电荷离子的光发射。研究发现，在长正电压脉冲期间，悬浮电位和等离子体电位突然下降，同时伴随着阳极光出现在靶中心与磁控管磁场零位之间的放电中心线上。这些光模式与反向放电的点火有关，反向放电导致随后等离子体电位和悬浮电位的上升。反向放电一直燃烧到正电压脉冲结束，但等离子体电位和悬浮电位的值低于正电压脉冲初始部分的值。由撞击到放电等离子体附近接地表面的 Ar 离子引发的二次电子发射，以及磁控管磁场的磁镜位形，被确定为靶前电荷双层结构形成和反向放电点火的可能原因。
引用
@article{arxiv.2403.18598,
title = {On double-layer and reverse discharge creation during long positive voltage pulses in a bipolar HiPIMS discharge},
author = {Andrea Dagmar Pajdarová and Tomáš Kozák and Tomáš Tölg and Jiří Čapek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.18598},
year = {2024}
}