低溫等離子體發(fā)射光譜學研究.pdf

1、大連理工大學博士學位論文低溫等離子體發(fā)射光譜學研究姓名：張家良申請學位級別：博士專業(yè)：等離子體物理指導教師：馬騰才20020501摘 要離子體濺射體系本文提出的c N 形成過程的化學熱力學模型．本文在闡述等離子體靜電診斷方法的基本理論的基礎(chǔ)上提出一種原理較簡單、但設(shè)計細致且需要詳細理論分析計算為基礎(chǔ)的負離子探針方法。指出了此種探針設(shè)計的基本原則和必須加以細致處理的幾個關(guān)鍵問題．給出了相應理論分析的基本過程和結(jié)果。同時也指出了這種負離子探

2、針的局限性，即與其它靜電探針一樣有其使用范圍，但是針對負離子是一種切實可行的靜電診斷方法。分析了高氣壓低溫等離子體的靜電探針理論的電容模型，闡述了存在磁場的低溫等離子體的靜電探針理論的管道模型。本文附錄中介紹了計算過程中所用到的計算程序，包括編寫的N 。+ 和c N 自由基發(fā)射光譜的擬合和模擬程序。本文主要結(jié)果：( 1 ) 提出了一個原理簡單、但須精心設(shè)計的負離子靜電探針方案．( 2 ) 推廣了雙原子分子光譜理論中電子能級A 分裂的理論

3、，使之不僅適用于雙原子分子而且適用于線性多原子分子。同時澄清了A 分裂的系統(tǒng)算法中的一個代數(shù)學問題，證實了線性分子角動量與非線性分子角動量的代數(shù)學性質(zhì)明顯不同，線性分子角動量不能構(gòu)成上升、下降算符。( 3 ) 提出了一種利用光纖和透鏡實現(xiàn)空間分辨轉(zhuǎn)動光譜測量的實驗方案，并且已用于許多場合等離子體發(fā)射光譜的空間分辨測量。( 4 ) 提出了一種針對良好轉(zhuǎn)動分辨的轉(zhuǎn)動光譜帶的光譜擬合算法，并實現(xiàn)了相應程序應用于N 。+ 第一負帶進行轉(zhuǎn)動溫度擬

4、合分析。¨( 5 ) 利用電暈放電方式實現(xiàn)了較高氣壓c 吼放電中c H 自由基轉(zhuǎn)動分辨光譜的測量。( 6 ) 提出了磁控濺射沉積c N 。膜過程中C N 自由基形成的化學熱力學模型，并根據(jù)c N 的發(fā)射光譜測量的轉(zhuǎn)動溫度結(jié)果進行了驗證分析。創(chuàng)新之處：( 1 ) 提出了雙原子分子轉(zhuǎn)動分辨發(fā)射光譜的擬合方法，并利用擬合方法進行了氨氣直流輝光放電產(chǎn)生的第一負帶轉(zhuǎn)動分辨光譜和磁控濺射沉積C N 。膜過程中c N 基團的振動帶的轉(zhuǎn)動線型