El plasma inducido por microondas es un proceso fascinante que consiste en la generación y manipulación de plasma mediante microondas, normalmente a una frecuencia de 2,45 GHz.
¿Cómo funciona el plasma inducido por microondas? Explicación de 6 pasos clave
1. 1. Generación de microondas
Las microondas son generadas por dispositivos como magnetrones o klystrons.
A continuación, estas microondas se dirigen a una cámara de vacío a través de una ventana de cuarzo.
2. Introducción y control del gas
Un sistema de suministro de gas, equipado con controladores de flujo másico, introduce y regula el flujo de gas en la cámara de vacío.
Este gas es ionizado por las microondas para formar plasma.
3. Formación y manipulación del plasma
Las microondas ionizan el gas, creando un plasma.
Este plasma es altamente reactivo debido a la alta energía de los electrones (1-20 eV), que es significativamente mayor que la típica de 0,025 eV a temperatura ambiente.
Esta alta energía permite a los electrones ionizar y disociar las moléculas de gas, creando un entorno químicamente reactivo.
4. Aplicación del plasma
El plasma se utiliza para promover reacciones químicas y modificar superficies de sustratos.
En procesos como la deposición química en fase vapor mejorada por plasma (PECVD), el plasma mejora la eficiencia de la deposición y puede conducir a la formación de películas delgadas de alta calidad a bajas temperaturas.
La energía del plasma también contribuye al calentamiento de los sustratos, lo que es crucial para diversas aplicaciones como la síntesis de diamante.
5. Control y monitorización
La temperatura del sustrato se controla y monitoriza mediante termopares para garantizar que se mantiene a la temperatura deseada durante procesos como la deposición.
6. Técnicas avanzadas
Técnicas como la deposición química en fase vapor mejorada por resonancia ciclotrónica de electrones en microondas (MWECR-PECVD) utilizan el efecto de resonancia ciclotrónica de electrones en microondas y campos magnéticos para formar un plasma altamente activo y denso.
Esto permite la formación de películas finas de alta calidad en condiciones de vacío a bajas temperaturas.
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