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大功率脉冲磁控溅射中的气体击穿与放电形成
摘要： 研究了不同靶材在高功率脉冲磁控溅射中的放电行为，观察到显著的电流-电压曲线和靶电流波形差异。随着元素在周期表中族和周期的原子序数增加，击穿电压和最大靶电流呈现周期性下降。研究发现靶电流密度主要受二次电子发射产率影响，因此其数值无法直接评估高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）过程中溅射原子的电离程度。本文通过分析电压电流特性，探讨了二次电子发射、溅射产率和电离能对溅射原子电离程度的交互影响。据此可将靶材按电离程度分为三类：1）低电离度靶材（如Ag和C，<10%）；2）中等电离度靶材（如Cr和Cu，分别为55%和35%）；3）存在第二电离过程的Ti、Zr和Mo靶材。这些结果为先进HiPIMS应用提供了直观的操作参数范围。
关键词： 光学发射光谱法（OES）、电离度、电流波形、气体击穿、高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）
更新于2025-09-23 15:22:29
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激光诱导等离子体的互补表征：光学发射光谱法与三极朗缪尔探针法
摘要： 本文结合光学发射光谱法（OES）与三探针法（TLP），研究了碳激光等离子体（LPP）中电子密度与温度的时间演化特性。OES虽广泛用于LPP表征，但其有效测量距离受限于靶材近区；相较单探针法，TLP的主要优势在于无需电压扫描即可同步获取电子温度（Te）与密度（Ne）。本研究对比两种技术：OES测量在距靶<1厘米区域进行，三探针则用于>5厘米区域。通过将纳秒激光脉冲聚焦于真空腔内高纯石墨靶产生等离子体。结果表明：两种方法测得的Te值均呈指数衰减规律；OES通过谱线斯塔克展宽测得<1厘米区域的Ne值比TLP在>5厘米区域测得的结果大两个数量级，该差异可由辐射复合效应及TLP检测到的不同等离子体组分解释。研究证实这两种方法是互补的，其联合应用可实现对宽距离范围与时间尺度的LPP特性表征。
关键词： 三极朗缪尔探针（TLP）、光学发射光谱法（OES）、激光诱导等离子体
更新于2025-09-11 14:15:04