什麼是電漿?

最早在1920年代,Langmuir等人首先研究電漿中的現象,而在1929年Langmuir使用了「電漿(plasma)」來敘述此一離子化氣體的現象。

若對物質施加高溫或加速電子、加速離子等能量,中性物質會透過激發、解離、離子化等反應而產生分子(molecules)、原子(atoms)、受激態物質(excited species)、電子(electrons)、正離子(positive ion)、負離子(negative ion)、自由基(free radical)、UV光、可見光等物質,而這些物質混合在一起的狀態就稱之電漿。因其不同於固、液、氣三態,故電漿常被稱為物質的第四態。

因此,電漿是一團正離子、電子、自由基及中性氣體原子所組成會發光的氣體團,如日光燈、霓虹燈發亮的狀態,就是屬於電漿發亮的狀態。

如何產生電漿?

電漿的產生主要是靠電子去撞擊中性氣體原子,使中性氣體原子解離而產生電漿,但中性氣體原子的原子核對其外圍的電子有一束縛的能量,我們稱它為束縛能,而外界的電子能量必須大於此束縛能,才會有能力解離此中性氣體原子。但是,此外界的電子往往是能量不足的,沒有解離中性氣體原子的能力,所以,我們必須用外加能量的方法給電子能量,使電子有能力解離此中性氣體原子。

要外加能量給電子,最簡單的方法就是用平行電極板加一直流電壓,電子在電極中,會被帶正電之電極所吸引而加速,在加速的過程中,電子就可以累積能量,當電子的能量達到某一程度時,就有能力來解離中性氣體原子。本公司產品主要以感應耦合式電漿(ICP, Inductively Coupling Plasma)技術為基礎,感應耦合式電漿係一高密度電漿,電漿密度可以高達1012 ~ 1013 /cm3,對於產品之電漿處理具備很高之效益,不過,高密度感應耦合式電漿之產生取決於電極的設計,因此電極的設計便成了電漿產生之最重要課題。

電漿在產業上的應用

 

 

電漿亦被稱為物質的第四態