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1、第26卷第2期湖北民族学院学报(自然科学版)Vol.26No.22008年6月JournalofHubeiUniversityforNationalities(NaturalScienceEdition)Jun.2008等离子体对材料表面作用机理分析111111,23左安友,袁作彬,翁祝林,熊小勇,杨建平,李兴鳌(1.湖北民族学院理学院,湖北恩施445000;2.湖北民族学院信息工程学院,湖北恩施445000)摘要:等离子体是由大量的电子、离子、中性粒子组成.等离子体中存在着复杂的原子分子过程以及复杂
2、的物理化学反应,这些粒子和这些复杂的过程作用于材料表面,会使材料表面的结构、成分和性能发生变化.详细分析了等离子体对材料表面作用的过程及机理,并以磁控溅射制备氮化铜薄膜为例,讨论了气体压强和基底温度对薄膜结构的影响.关键词:等离子体;表面改性;磁控溅射;氮化铜薄膜中图分类号:O593文献标识码:A文章编号:1008-8423(2008)02-0173-06AnalysisoftheMechanismoftheActofPlasmaontheSurfaceofMaterial111111,23ZUOAn
3、-you,YUANZuo-bin,WENGZhu-lin,XIONGXiao-yong,YANGJian-ping,LIXing-ao(1.SchoolofScience,HubeiUniversityforNationalities,Enshi445000,China;2.SchoolofInformationEngineering,HubeiUniversityforNationalities,Enshi445000,China)Abstract:Plasmaiscomposedoflotsofe
4、lectrons,ionsandneutralparticles.Inplasma,therearecom2plicatedprocessesofatomsormoleculesandphysicalorchemicalreaction.Theseparticlesandcomplicat2edprocessesactonthesurfaceofmaterial,leadtothechangeofthestructure,compositionandfunctionofthelatter.Thispa
5、peranalyzedthemechanismandprocessoftheactofplamaonthesurfaceofmateri2al.ThroughanalyzingthemanufactureofCu3Nfilmbymagnetronsputtering,thepaperdiscussedtheeffectofgaspressureandbasetemperatureonthestructureofthefilm.Keywords:plasma;surfacetransform;magne
6、tronsputtering;Cu3Nthinfilm等离子体是由大量的电子、离子、中性粒子组成.这些粒子作用于材料表面,会使材料表面的结构、成分和性能发生变化.因此,研究等离子体对材料表面作用的过程及机理,对于材料表面的改性、以及新材料、新[1,2]工艺的探索有着重要的意义.本文将论述等离子体的基本特性,等离子体中的原子分子过程和化学反应,等离子体材料表面的作用和有关方面的应用.1等离子体的基本特性等离子体是物质的第四态,它由带电粒子和中性粒子组成,总体上是电中性的,其物理参数很广.电子密25-35
7、度1～10cm,电子温度0.1～10ev.宇宙中绝大部分物质处于等离子体状态.在实验室可以由燃烧、火焰、[3～6]爆炸、激波、放电等手段产生等离子体.-4等离子体中由于中性粒子的离化产生自由电子,衡量气体电离程度的物理量称电离度α,α;10为弱收稿日期:2008-03-01.基金项目:湖北省教育厅重点项目(D200529002;2003A001;B20082902).3作者简介:左安友(1964-),男(土家族),硕士,高级实验师,主要从事物理实验的研究.通讯作者:李兴鳌(1963-),男(土家族),
8、博士,教授,主要从事理论物理研究,lxahbmy@126.com.©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net174湖北民族学院学报(自然科学版)第26卷-4电离等离子体,α:10为强电离等离子体.因为自由电子可以自由运动,等离子体具有导电性.在电场E作用下出现电流J:J=σEσ为等离子体的导电率.正因为等离子体是
