等离子体化学与工艺PDF电子书下载

前言 1

第一章 物质的第四态--等离子体 1

1.1 电离气体和等离子体 1

1.1.1 等离子体的概念 1

1.1.2 等离子体的存在 2

1.2 等离子体空间的化学现象 3

1.2.1 化学角度的等离子体 3

1.2.2 等离子体化学的形成 6

1.3 等离子体的粒子密度和温度 8

1.3.1 粒子密度和电离度 9

1.3.2 电子温度和离子温度 9

1.3.3 沙哈方程 12

1.4 等离子体的准电中性 13

1.4.1 概述 14

1.4.2 德拜屏蔽与德拜长度 14

1.4.3 朗谬尔振荡与振荡频率 18

1.4.4 等离子体参量 22

1.4.5 等离子体判据 23

1.5 等离子体鞘 24

1.5.1 鞘层的形成 25

1.5.2 离子鞘理论 27

1.5.3 浮置电位 30

1.6 电磁场对带电粒子运动行为的影响 32

1.6.1 稳恒磁场中的拉摩运动 33

1.6.2 电漂移运动 35

1.7.1 等离子体中的辐射及应用意义 37

1.7 等离子体辐射 37

1.7.2 几种主要的辐射过程 38

参考文献 40

第二章 低温等离子体中的基础过程 42

2.1 等离子体中的碰撞 42

2.1.1 等离子体中的能量流 42

2.1.2 碰撞的基本概念和特征量 44

2.2 主要元反应过程与等离子体的状态 53

2.2.1 电离和电离截面 53

2.2.2 激发和激发截面 59

2.2.3 复合过程 62

2.2.4 附着和离脱 64

2.2.5 等离子体的状态 64

2.3 等离子体与固体表面的相互作用 71

2.3.1 表面过程的重要性及能量范围 71

2.3.2 离子与表面的相互作用 74

2.3.3 电子与表面的相互作用 90

2.3.4 中性物种与表面的相互作用 95

2.4.1 扩散运动和扩散系数 98

2.4 荷电粒子的扩散和迁移 98

2.4.2 迁移运动和迁移率 100

2.4.3 双极性扩散 101

参考文献 102

第三章 等离子体的发生 107

3.1 等离子体的主要发生方法 107

3.1.1 气体放电法 107

3.1.2 射线辐照法 112

3.1.3 光电离法 113

3.1.4 激光等离子体 114

3.1.5 热电离法 115

3.1.6 激波等离子体 116

3.2 汤生放电理论 118

3.2.1 汤生第一电离系数 119

3.2.2 电子数目增长函数 122

3.2.3 自持放电条件和自持电流 124

3.3 帕邢定律 128

3.3.1 气体击穿电压 128

3.3.2 帕邢定律表达式 129

参考文献 131

第四章 辉光放电过程的应用与解析 132

4.1 直流辉光放电概述 132

4.1.1 放电区结构和总体特征 132

4.1.2 阴极位降区实验规律 134

4.2 应用型短间隙异常辉光放电过程解析 135

4.2.1 放电区结构变化及电位分布特点 135

4.2.2 阴极区过程分析 138

4.2.3 阳极鞘层 145

4.2.4 负辉区的电离 147

4.3.1 高频等离子体的发生方法 154

4.3 高频辉光放电应用解析 154

4.3.2 高频等离子体反应装置的等效电路 156

4.3.3 电场频率对气体放电机制的影响 158

4.3.4 高频放电的效率 162

4.3.5 为何采用高频放电 165

4.3.6 阻抗匹配网络 168

4.3.7 高频电极的自偏压 169

4.3.8 电位分布和高频鞘 173

4.3.9 等离子体电位 178

4.4 微波放电等离子体简介 181

4.4.1 微波等离子体的发生方法 181

4.4.2 电子回旋共振等离子体源 185

4.4.3 微波等离子体的特征 186

参考文献 187

第五章 溅射制膜 189

5.1 薄膜化技术概述 189

5.2 溅射的特性和机制 190

5.2.1 溅射率及其影响因素 190

5.2.2 溅射粒子 194

5.2.3 溅射机制 197

5.3 典型溅射方法 197

5.3.1 直流溅射 197

5.3.2 射频溅射 198

5.3.3 反应性溅射 200

5.3.4 磁控溅射 200

5.3.5 其他溅射方法 204

5.4 溅射制膜技术的应用 208

5.4.1 溅射制膜法的广泛适用性 208

5.4.2 高温材料的低温合成 209

5.4.3 单晶薄膜的低温合成 210

5.4.4 多层结构的连续形成 212

5.4.5 复合氧化物超导薄膜的制备 214

参考文献 217

第六章 等离子体化学气相淀积 220

6.1 概述 220

6.1.1 CVD技术的进展 221

6.1.2 PCVD技术的基本特征 222

6.2.1 基本类型 223

6.2 PCVD装置 223

6.2.2 总体结构 226

6.2.3 典型实用装置的特征 228

6.3 PCVD工艺参数与薄膜形成机制 231

6.3.1 PCVD膜的基本评价 231

6.3.2 氮化硅膜的特征与工艺参数的关系 232

6.3.3 工艺参数对硼薄膜生长的影响 236

6.3.4 硅烷等离子体的反应与非晶硅薄膜形成机制 237

6.4.1 PCVD技术的广泛适用性 242

6.4 PCVD技术的应用 242

6.4.2 非晶硅及太阳能电池 244

6.4.3 PCVD法低压合成金刚石 246

6.4.4 超晶格材料的人工合成 250

参考文献 252

第七章 等离子体聚合等离子体引发聚合 254

7.1 等离子体技术在高分子科学上的应用概述 254

7.2 等离子体聚合 256

7.2.1 等离子体聚合法及其特点 256

7.2.2 工艺条件的选择与控制 260

7.2.3 等离子体聚合的反应机理 267

7.2.4 等离子体聚合膜的结构与物性 274

7.2.5 等离子体聚合膜的特性与应用 277

7.3 等离子体引发聚合 286

7.3.1 等离子体引发聚合法及其装置 286

7.3.2 烯类单体的等离子体引发聚合 287

7.3.3 环醚的固相开环聚合 294

参考文献 295

8.1.1 界面物性控制技术概述 299

8.1 高分子材料的表面改性 299

第八章 高分子材料的等离子体表面处理 299

8.1.2 等离子体表面处理法的特点 300

8.2 等离子体在高分子材料表面的作用 301

8.2.1 自由基的生成与应用 302

8.2.2 官能团的生成与沾润性和粘着性 305

8.2.3 表面交联层的形成 309

8.2.4 侵蚀作用与粗化面的形成 311

8.3 等离子体表面处理的应用 313

参考文献 315