Плазменная электроника

1. e^-– электроны и процессы с их использованием.

2. А В А+В – диссоциация с образованием атомов.

3. e ^- А A⁺ - Ионизация с образованием атомарных ионов

A^- и процессы с их использованием.

4 . e^- АВ (A B)^- - Ионизация с образованием молекулярных (A B)⁺ ионов и процессы с их использованием.

5. e^- АВС A B^- С - Химические реакции с образованием ион-

A B⁺ С радикалов и процессы с их использованием.

1. Перенос зарядов (e^-, ионы).

2. Перенос массы (ионы).

3. Перенос импульса ( mV , энергии ).

4. Использование 1, 3 – электронная обработка поверхности материалов (изменение заряда и состояния поверхности и т.д.).

5. Использование 2, 3 – ионная обработка поверхности материалов (изменение заряда, состояния поверхности).

6. Использование 1, 2, 3 – плазменная обработка поверхности материалов (микроэлектроника, сварка, модифицирование…)

7. Использование 1, 2, 3 с протеканием химических реакций (плазмохимия – создание новых материалов, соединений).

Плазменная электроника - наука о взаимодействии частиц плазмы (особого состояния вещества) между собой, частицами другого вещества, с электромагнитными полями, о методах создания и использования её в приборах и устройствах науки и техники.

Плазма - частично или полностью ионизованный газ, в котором концентрации положительных, отрицательных и нейтральных частиц практически одинаковы. Впервые это определение было предложено американскими физиками И. Ленгмюром и А. Тонксом в 1923г. при исследовании процесса ионизации газа.

Газы образующие плазму: водород, аргон, азот, неон, ксенон, криптон

Внешнее воздействие на газ:

• Температура = термическая плазма;

• Электрический разряд = газоразрядная плазма;

• Внешние поля (электрическое, магнитное) = полевая плазма;

• Корпускулярное излучение (лазеры, космические лучи, элементарные частицы) = квантовая плазма;

• Гипотетически гравитация = гравитационная плазма. Гравитация приводит к значительному повышению плотности вещества → «вырожденное состояние» (электроны приобретают энергию, больше энергии ионизации)

Увеличение кинетической энергии: энергия внешнего воздействия (термическая kT; полевая eE; квантовая hυ; гравитационная g) приводит к повышению энергии (кинетической) частиц плазмы, следствием чего является увеличение скорости их движения (V), импульса (mV). Это приводит к изменению хаотичного движения частиц, увеличению вероятности их столкновения и протекания элементарных процессов. В результате образуется плазма как система частиц: нейтральных (атомы, молекулы) и заряженных (электроны, ионы, ион-радикалы).

Рис. 1 Плазма в природе и технике.

1 – радиационные пояса Земли,

2 – солнечный ветер,

3 – фотоионосфера (1500–1700км), ионосфера Земли (80-250 км),

4 – солнечная корона,

5 – плазма «Токомака»,

6 – He-Ne лазер,

7 – CO₂ лазер,

8 – плазмотроны,

9 ‑ Ar – лазер,