利用质谱和静电探针技术研究空心阴极放电

空心阴极放电（HCD）能够产生稠密等离子体，并已用于开发高速、低压、高效加工设备。HCD 的几何特征促进了热电子在阴极内部的振荡，从而增强电离、对内壁的离子轰击及其他后续过程。在相同功率下，空心阴极的等离子体密度比传统平板电极高一到两个数量级。本研究的目的是获得关于直流空心阴极放电主要特征的实验观察，以通过阴极溅射物种与气体放电自由基之间的反应，评估其在等离子体介质中生成化合物的能力。特别关注氮化铝（AlN）的形成，因为如果涉及该材料的薄膜沉积，这是非常理想的。等离子体特性是通过位于阴极间的单 Langmuir 探针的电流-电压特性推断出来的。通过质谱技术，可以在放电的各种操作条件下监测等离子体气相中的某些物种。这种质谱分析与探针测量相结合，为优化放电中 AlN 的生成进而沉积该材料的薄膜提供了指导。