为你图解真空等离子表面处理设备的鞘层模型
文章导读：等离子表面处理系统能够实现对材料及产品的等离子表面改性处理，关于真空等离子表面处理设备的等离子体鞘层研究，始终是工艺发展的一项重点，目前常使用计算机模拟来对等离子体粒子进行模拟，接下来我们从一些简化的图片介绍来了解一下平行平板式的真空等离子表面处理设备的鞘层。
在真空等离子表面处理设备对相应材料进行等离子处理时，系统所产生的等离子体会跟金属、电介质等固体进行接触，所接触的交界区域产生一定的空间电荷层，而这种空间电荷层，就是所说的鞘层。
一般来说，这层空间电荷层，或者说鞘层的厚度约为德拜长度的几倍。从粒子扩散速度来看，电子相对会比离子要快，因此在容器壁上就会累积负电荷。而屏蔽这些负电荷形成的电场，就需要在跟德拜长度相当的区域内形成正的空间电荷层，也就是正离子鞘层。
平行平板式的真空等离子表面处理设备的真空腔体，是以一个轴对称的中心馈入头接地的高频电源去激发平行平板电极的等离子体，如下图所示。
电位以及位置和时间的关系如下图，黄色线表示相位角θ=0时的电位分布，橙色线则对应于相位角θ=π时的电位分布情况。等离子表面处理设备所产生的等离子体和鞘层是真空腔体的中心面对称分布的。此时在平板式的真空腔体的中心存在着准中性的等离子体，其电场强度及能量耗散都很低，等离子体两测的鞘层内，电位和电场为振荡型。
在平行平板式等离子表面处理系统的真空腔体中，功率密度和电子数密度是对称分布的，鞘层中的电场很强，因而该区域的大量高频功率转换到等离子体的电子上。然而电子在X方向上振荡往复运动，在鞘层中所获得的速度会在等离子体内部逐渐耗散掉，中心的电子数密度往往很高。如果趋肤深度和电子-中性粒子平均自由程不太小，则鞘层中的电子数密度很低，如下图。
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