2.9.3 Capacitive microwave plasmas (CMPs)
Sifat kapasitif hampir selalu dihubungkan dengan alat kapasitor yang berada dalam suatu rangkaian listrik. Kapasitor (disebut juga kondensator) didefinisikan sebagai komponen elektronika yang mampu menyimpan energi listrik dalam bentuk muatan listrik selama waktu tertentu tanpa disertai reaksi kimia. Baterai dan aki juga dapat digunakan sebagai penyimpan energi listrik namun dengan disertai reaksi kimia.
Dalam Capacitive microwave plasmas (CMPs), gelombang mikro dihasilkan oleh sebuah magnetron yang tidak digabungkan dengan rongga resonan eksternal atau antena, tapi justru dilakukan melalui co-aksial pandu ke ujung sebuah pusat tunggal elektroda tempat plasma terbentuk. Ini adalah sikat yang berfungsi melepaskan microwave pada ujung sebuah elektroda logam. Hal ini juga dapat beroperasi pada tekanan atmosfer, tetapi pada penggunaan gas jauh lebih rendah dibandingkan ICP. Input biasanya daya 600 W. Keuntungan yang CMP dibandingkan dengan MIPS lain adalah bahwa CMPs stabil dibagai tingkat kekuasaan, CMP lebih peka terhadap pengenalan molekuler spesies dan bisa dipergunakan dengan berbagai jenis gas.
2.9.4 Microstrip Plasmas (MSPs)
Seiring perkembangan zaman dalam kimia analitik, sebuah MIP miniatur menggunakan mikrostrip teknologi yang telah dikembangkan oleh penemu Broekaert. Sumber plasma mikrostrip (MSP) terdiri dari sebuah sapphire wafer dengan posisi lurus terhadap saluran gas dengan diameter sebesar 0,9 mm dan panjang 30 mm. Plasma elektroda dioperasikan pada tekanan atmosfer, dengan microwave daya masukan 5 – 30 W. Ini memiliki potensi untuk menjadi sangat berguna dalam kimia analitik untuk mendeteksi emisi non-logam seperti halogen.
2.9.5 Surface Wave Discharges
Surface Wave Discharges (SWDs) biasanya dipertahankan oleh kekuatan microwave dengan frekuensi antara 1 hingga 10 GHz, terutama ketika highdensity plasma harus diciptakan. SWDs yang paling sering digunakan adalah surfraton. Mirip dengan plasma rongga resonan, SWDs dapat dibuat dalam tekanan atmosfer, dalam rezim tekanan tinggi (biasanya di atas 0,1 atm). Berbeda dengan resonan rongga, dimana jari-jari rongga adalah kritis dimensi, surfatron tidak bergantung pada geometri dimensi. Panjang surfatron adalah hasil dari penyerapan energi elektromagnetik oleh plasma, dan dapat divariasikan tergantung pada frekuensi, tekanan dan jenis gas.
Gelombang ini diserap oleh elektron dekat interface, yaitu tempat dimana bidang komponen gelombang listrik yang kuat. Secara umum, ada dua jenis SWDs, yaitu SWDs dengan silinder dan konfigurasi datar, tapi operasi mekanisme keduanya tetaplah yang sama. Silinder konfigurasi, biasanya dengan diameter 30-10 cm, adalah jenis yang paling banyak digunakan, tetapi konfigurasi planar telah dikembangkan untuk mengatasi permukaan yang lebih besar. Aplikasi SWDs meliputi, antara lain, sumber partikel (misalnya pembentukan ion beam), sumber cahaya, laser.
Surfatron memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan jenis lain microwave induced plasma untuk analisis unsur, seperti fleksibilitas untuk mengoptimalkan debit parameter dan untuk menghasilkan kinerja yang terbaik.
2.10 The expanding plasma jet
Keuntungan utama adalah bahwa penciptaan wilayah dalam aplikasinya adalah dipisahkan, sehingga menimbulkan perlakuan plasma jauh. Contohnya adalah memperluas plasma jet dari panas yang dihasilkan, yaitu high-density cascaded busur. Busur tersebut mengalir pada dasar yang berbeda dari kebanyakan sumber plasma, karena sebuah termal (LTE) plasma, ditandai dengan sama gas dan suhu elektron sekitar 104 derajat Kelvin. Bagi perusahaan besar penting untuk tujuan pengendapan.
Gas argon adalah gas reaktif yang digunakan untuk tujuan deposisi. Plasma arc memperluas ke daerah yang bertekanan lebih rendah (biasanya beberapa ratus Pa). Tekanan ini lmenentukan perluasan radial plasma kolom. Yang penting dalam karakteristik plasma adalah ekspansi supersonik yang kuat, di mana partikel netral dan kepadatan ion dropnya adalah padat.
Selain itu, telah ditunjukkan bahwa kualitas, dalam hal kekerasan dan inframerah bias indeks, meningkat dengan meningkatnya laju pertumbuhan tanpa membutuhkan penembakan ion tambahan. Keuntungan lain, sebagaimana disebutkan di atas, adalah, karena perluasan supersonik, plasma produksi (arc) dan hilir atau pengendapan daerah yang dipisahkan, yakni plasma hilir sangat kecil. Ini berarti bahwa pengaturan dan plasma kondisi substrat dapat dioptimalkan secara terpisah, berbeda dengan non-plasma paling terpencil, yaitu berada diantara kedua parameter yang saling terhubung.
Gambar. 13. Skema representasi dari busur mengalir, dan memperluas plasma, biasanya digunakan untuk tujuan deposisi. Busur mengalir terdiri dari sebuah piring anoda, setumpuk elektrik terisolasi dari pelat tembaga (yaitu lempeng cascade) dan tiga pin katoda diposisikan dalam perumahan katoda. Busur plasma memperluas supersonically ke daerah tekanan rendah.
2.11 Dusty Plasmas
Istilah 'dusty plasma' berhubungan dengan pelepasan banyak gas, yaitu adanya sedikit debu atau partikel dalam plasma. Ini adalah khas ilustrasi bahwa komposisi kimia merupakan unsur penting bagi komposisi plasma. Memang, partikel debu tidak saja mengubah kimia, tetapi juga medan listrik. Partikel debu ini biasanya dianggap kontaminan, yang mengurangi kinerja plasma proses dan kualitas hasil akhir. Dengan penurunan pada ukuran fitur terintegrasi sirkuit, toleransi untuk partikel debu menjadi lebih kecil. Namun, dalam kasus tertentu, keberadaan partikel debu sekarang tampaknya lebih diutamakan bukannya merugikan.
Gambar. 14. Skema representasi dari keberadaan partikel debu dalam plasma, dalam kasus (a) partikel besar, dibuat untuk elektroda yang lebih rendah sebagai akibat dari gaya gravitasi, (b) partikel yang lebih kecil, ditarik ke arah kedua elektroda, dan (c) sangat kecil partikel, merata dalam plasma dan terutama dipengaruhi oleh gaya listrik.
● Gaya listrik: karena setiap objek bebas dalam plasma terkena fluks ion dan elektron, dan karena elektron memiliki mobilitas yang jauh lebih tinggi dari ion, objek akan bermuatan negatif. Ini berlaku untuk dinding, elektroda, dan juga untuk partikel debu yang mungkin hadir dalam plasma. Oleh karena itu, debu partikel akan bermuatan negatif, dan mereka akan terjebak dalam plasma cahaya negatif oleh bidang selubung.
● Gaya gravitasi menarik partikel bawah, tapi hanya untuk partikel dengan ukuran diameter 10 mm.
● Ketika ion bergerak
Tabrakan antara ion dan partikel debu dapat membawa partikel dengan ion fluks.
1. Partikel terbesar (beberapa mm) akan ditarik ke elektroda yang lebih rendah, sebagai akibatnya dari gaya gravitasi.
2. Partikel-partikel yang lebih kecil diambil terhadap kedua elektroda, membentuk dua 'awan' debu di depan elektroda.
3. Partikel terkecil (-0,1 mm diameter) adalah partikel yang utama dipengaruhi oleh gaya listrik, dan umumnya merata di plasma.
Alasan utama bahwa partikel debu tidak perlu dianggap sebagai suatu kelemahan dalam plasma adalah karena fakta bahwa partikel debu tersebut dapat 'tumbuh' di plasma ('koagulasi') melalui proses kimia dari ion negatif. Ketika partikel cukup besar, elektronegativitas partikel debu akan jauh meningkat. Karena partikel digumpalkan menarik elektron, mereka menghasilkan penurunan kerapatan elektron dan peningkatan temperatur electron yang mempengaruhi.
Jika ada kemungkinan untuk mengontrol sifat plasma dan partikel debu, proses plasma tertentu bisa diperbaiki. Untuk Misalnya, telah terbukti bahwa debu terkecil partikel dalam plasma SiH4 adalah kristal, sehingga mikrokristalin partikel debu dapat dibuat dengan dikontrol ukuran butiran.
2.12 Electron-beam-produced plasmas
Secara singkat dapat diketahui bahwa pelepasan plasma dihasilkan oleh interaksi elektron dengan media gas. Contohnya adalah daerah – besar sistem pengolahan plasma (Lapps) dikembangkan di Naval Research Laboratory. Plasma dihasilkan oleh berkas elektron dengan tegangan dan arus kepadatan urutan kVs dan puluhan mA/cm2. Dimensi plasma 1 m2 mempunyai ketebalan beberapa cm. Karena suatu berkas elektron tipe ini apapun efisien mengionisasi gas, tinggi kepadatan elektron 1012-1013 cm-3 mudah menghasilkan tekanan pada 4-10 Pa. Selain besar wilayah dan kepadatan elektron yang tinggi, Lapps memiliki beberapa keuntungan lainnya untuk pemrosesan plasma, termasuk kontrol yang independen dan bebas ion radikal flux ke permukaan, keseragaman yang sangat tinggi, temperatur elektron yang rendah, dan geometri cocok untuk berbagai aplikasi. Secara umum, kelemahan Lapps ini terdiri dari trade-off antara efisiensi dan keseragaman, dan kebutuhan akan medan magnet untuk membatasi elektron.
Elektron yang mengalir dapat menghasilkan arus listrik. Berikut adalah elektron yang dihasilkan oleh plasma.
DAFTAR PUSTAKA
Tidak ada komentar:
Posting Komentar