Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Послесвечение плазмы (также послесвечение) — это излучение, испускаемое плазмой после прекращения действия источника ионизации. Внешние электромагнитные поля, поддерживавшие свечение плазмы, отсутствуют или недостаточны для поддержания разряда в послесвечении. Послесвечение плазмы может быть временным, возникающим при прерывистом (импульсном) источнике плазмы, или пространственным, возникающим от удаленного источника плазмы. В послесвечении плазмообразующиеся частицы дезактивируются и участвуют во вторичных химических реакциях, приводящих к образованию стабильных частиц. В зависимости от состава газа, сверхэластичные столкновения могут некоторое время поддерживать плазму в послесвечении, высвобождая энергию, запасенную в ровибронических степенях свободы атомов и молекул плазмы. Особенно в молекулярных газах, плазменная химия в послесвечении значительно отличается от химии плазменного свечения. Послесвечение плазмы по-прежнему является плазмой и, следовательно, сохраняет большинство свойств плазмы.
A plasma afterglow (also afterglow) is the radiation emitted from a plasma after the source of ionization is removed. The external electromagnetic fields that sustained the plasma glow are absent or insufficient to maintain the discharge in the afterglow. A plasma afterglow can either be a temporal, due to an interrupted (pulsed) plasma source, or spatial, due to a distant plasma source. In the afterglow, plasma generated species de excite and participate in secondary chemical reactions that tend to form stable species. Depending on the gas composition, super elastic collisions may continue to sustain the plasma in the afterglow for a while by releasing the energy stored in rovibronic degrees of freedom of the atoms and molecules of the plasma. Especially in molecular gases, the plasma chemistry in the afterglow is significantly different from the plasma glow. The afterglow of a plasma is still a plasma and as thus retains most of the properties of a plasma.
История
Первые опубликованные фотографии плазменного послесвечения были сделаны в 1953 году. Послесвечение гелия, одна из наиболее часто используемых форм послесвечения, было впервые описано в 1963 году Артуром Л. Шмельтекопфом-младшим и Х. П. Бройдой. Первые исследования ионизации в потоке послесвечения начались в начале 1960-х годов с целью понимания химии ионов в атмосфере. К тому времени уже проводились исследования стационарного послесвечения, однако этот подход был ограничен в универсальности и страдал от непоследовательности, поскольку исследования, проведенные до 1964 года, показывали значительные различия в скоростях одних и тех же атмосферных реакций. Послесвечение с потоком затем стало использоваться для более точного определения констант скорости распространенных атмосферных реакций.
The first published pictures of plasma afterglow were taken in 1953. Helium afterglow, one of the most commonly used forms of afterglow, was first described in 1963 by Arthur L. Schmeltekopf Jr. and H. P. Broida. The first flowing afterglow ionization studies began in the early 1960s in an effort to understand atmospheric ion chemistry. At the time stationary afterglow studies had already been done however this approach was limited by lack of versatility and lacked consistency as studies done prior to 1964 showed common atmospheric reactions to have drastically differing reaction rates between studies. Flowing afterglow was then used to more precisely describe the rate constants of common atmospheric reactions
Удаленная плазма
Удаленная плазма – это плазма, пространственно отделенная от внешних электромагнитных полей, инициирующих разряд. Послесвечение является удаленной плазмой, если плазма отводится от первоначального источника плазмы. Преимущество удаленной плазмы перед временной плазмой заключается в том, что удаленную плазму можно использовать как непрерывный источник плазмы, что расширяет область ее применения для подачи ионов-реагентов в большинство систем. Удаленные плазмы часто применяются в аналитической химии, когда требуется постоянный поток ионов. Они также широко используются для очистки сложных вакуумных систем без необходимости их разборки.
A remote plasma refers to a plasma that is spatially separated from the external electromagnetic fields that initiate the discharge. An afterglow is a remote plasma if the plasma is channeled away from the original plasma source. An advantage that remote plasma has over temporal plasma is that remote plasma can be used as a continuous plasma source and thus has more applications in supplying reagent ions for most systems. Remote plasmas are often used in the field of analytical chemistry when a constant stream of ions is required. They are also very commonly used a method of cleaning complex vacuum systems without having to take them apart.
Темпоральная плазма
Временная плазма – это послесвечение от источника плазмы, ограниченное по времени. Прекращение подачи энергии на источник возбуждения позволяет послесвечению оставаться в том же пространстве, где первоначально возбуждалась плазма, в течение короткого промежутка времени. Преимущество временной плазмы перед удаленной плазмой заключается в возможности ее удержания в замкнутой системе, что упрощает контроль температуры и давления. Временная плазма часто используется для воспроизведения ионных реакций в атмосферных условиях в контролируемой среде.
A temporal plasma refers to an afterglow from a plasma source that is time delineated. Removing the source of excitation allows for an afterglow to be present in the same space that the initial plasma was excited for a short time. An advantage that temporal plasma has over remote plasma is that it can be contained in a closed system and thus makes controlling the temperature and pressure is easier. Temporal plasma is often used to replicate ionic reactions in atmospheric conditions in a controlled environment.
Последующий свет
Поток послесвечения – это источник ионов, используемый для создания ионов в потоке инертного газа, обычно гелия или аргона. Источники ионов в потоке послесвечения обычно состоят из диэлектрического разряда, через который пропускают газ для его возбуждения и преобразования в плазму. Источники ионов в потоке послесвечения могут быть соединены с трубкой селективного ионного потока для отбора ионов-реагентов. При сочетании этого источника ионов с масс-спектрометрией его называют масс-спектрометрией в потоке послесвечения. Масс-спектрометрия в потоке послесвечения использует поток послесвечения для создания протонированных кластеров воды в гелиевом или аргоновом газе-носителе в проточной трубке, которые реагируют с молекулами образца, измеряемыми масс-спектрометром ниже по потоку. Эти системы могут использоваться для анализа следовых газов. Это достигается за счет пространственного разделения исходного источника ионизации и целевого аналита, а также направления послесвечения исходной ионизации на аналит. Аналиты добавляются ниже по потоку для образования ионных продуктов. Обнаружение ионов обычно осуществляется с помощью масс-спектрометра или оптической спектроскопии.
A flowing afterglow is an ion source that is used to create ions in a flow of inert gas, typically helium or argon. Flowing afterglow ion sources usually consist of a dielectric discharge that gases are channeled through to be excited and thus made into plasma. Flowing afterglow ion sources can be coupled with a selected ion flow tube for selection of reactant ions. When this ion source is coupled with mass spectrometry it is referred to as flowing afterglow mass spectrometry. Flowing afterglow mass spectrometry uses a flowing afterglow to create protonated water cluster ions in a helium or argon carrier gas in a flow tube that react with sample molecules that are measured by a mass spectrometer downstream. These systems can be used for trace gas analysis. This works by keeping the initial ionization source spatially separated from the target analyte and channeling the afterglow of the initial ionization towards the analyte. Analytes are added downstream to create ion products. Ions Detection of ions is usually accomplished using a mass spectrometer or by optical spectroscopy.
Стационарный послесветильник
Стационарное послесвечение (СП) — это метод изучения удалённой плазмы, состоящей из газовой смеси в баллоне, подвергаемой ионизирующему импульсу. После этого импульса измеряется ионный состав смеси как функция времени на стенке баллона. Плазменная очистка использует удалённые источники плазмы для генерации послесвечения, которое подаётся в очищаемую систему, где ионы послесвечения реагируют с загрязнителями. При использовании кислорода в качестве несущего газа ионизированные формы кислорода реагируют с более тяжёлыми органическими соединениями, образуя H2O, CO2 и CO. Эти продукты затем легко удаляются из системы, эффективно избавляя её от органических загрязнений. Это позволяет избежать разборки систем, экономя время на разборку и, в случае вакуумных систем, на изменение давления. Этот метод плазменной очистки особенно эффективен для методов химического осаждения из газовой фазы, где чистота является ключевым фактором производительности.
Stationary afterglow (SA) is a technique for studying remote plasma that consist of a gaseous mixture inside a bulb that is subjected to an ionizing pulse. After said ionizing pulse the ion composition of the mixture is measured as a function of time at the wall of the containing bulb. Plasma cleaning uses remote plasma sources to generate an afterglow that is ventilated into the system to be cleaned and then the afterglow ions react with the contaminants. When oxygen is used as the carrier gas, ionized oxygen species react with heavier organic compounds to form H2O, CO2, and CO. These products are then easily vented from the system effectively removing organic contaminants from the system. This provides the advantage of not having to take systems apart and thus saves time on disassembly and on vacuum systems it saves time changing the pressure of the system. This plasma cleaning method is especially effective for chemical vapor deposition methods where cleanliness is a key part of productivity.