O plasma induzido por micro-ondas é um processo fascinante que envolve a geração e manipulação de plasma utilizando micro-ondas, normalmente a uma frequência de 2,45 GHz.
Como funciona o plasma induzido por micro-ondas? 6 passos principais explicados
1. Geração de micro-ondas
As micro-ondas são geradas por dispositivos como os magnetrões ou os clistrões.
Estas micro-ondas são depois direcionadas para uma câmara de vácuo através de uma janela de quartzo.
2. Introdução e controlo do gás
Um sistema de fornecimento de gás, equipado com controladores de fluxo de massa, introduz e regula o fluxo de gás na câmara de vácuo.
Este gás é ionizado pelas micro-ondas para formar plasma.
3. Formação e manipulação do plasma
As micro-ondas ionizam o gás, criando um plasma.
Este plasma é altamente reativo devido à elevada energia dos electrões (1-20 eV), que é significativamente superior à energia típica de 0,025 eV à temperatura ambiente.
Esta energia elevada permite que os electrões ionizem e dissociem as moléculas de gás, criando um ambiente quimicamente reativo.
4. Aplicações do plasma
O plasma é utilizado para promover reacções químicas e modificar as superfícies dos substratos.
Em processos como a deposição de vapor químico enriquecida com plasma (PECVD), o plasma aumenta a eficiência da deposição e pode levar à formação de películas finas de alta qualidade a baixas temperaturas.
A energia do plasma também contribui para o aquecimento dos substratos, o que é crucial para várias aplicações, como a síntese de diamantes.
5. Controlo e monitorização
A temperatura do substrato é controlada e monitorizada por termopares para garantir que se mantém à temperatura desejada durante processos como a deposição.
6. Técnicas avançadas
Técnicas como a deposição por vapor químico com ressonância cíclotrónica de electrões e micro-ondas (MWECR-PECVD) utilizam o efeito de ressonância cíclotrónica de electrões em micro-ondas e campos magnéticos para formar um plasma altamente ativo e denso.
Isto permite a formação de películas finas de alta qualidade em condições de vácuo a baixas temperaturas.
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