Ion/Electron Temperature OES를 활용한 excitation temperature 분석 질문입니다.
2018.10.01 19:05
안녕하십니까? 대학원에서 플라즈마 상태에 따른 박막의 특성을 연구하고 있는 학생입니다.
현재 연구실에서 OES를 사용하고 있는데, 분석 법 중에서 Actinometry 법 외에 excitation temperature를 구할 수 있는 것을 뒤늦게서야 알게 됐습니다.
몇몇 논문을 봤을 때 랭뮤어 탐침 법으로 electron temperature를 구하고, OES로 excitation temperature를 구한 결과를 비교했을 때 같은 경향성을 나타낸다고 봤습니다.
여기서 몇 가지 질문할 사항이 있습니다.
1. 그렇다면 OES를 통해 확인하고자 하는 species의 excitation temperature를 구하여, species가 플라즈마 내에서 대략적으로 어떠한 상태인지를 경향성을 확인할 수 있지 않나요?
2. 그리고 electron temperature와 excitation temperature의 차이를 명확하게 모르겠습니다. 간단하게 설명을 부탁드릴 수 있을까요?
감사합니다!.
| 번호 | 제목 | 조회 수 |
|---|---|---|
| 공지 | [필독] QnA 글 작성을 위한 권한 안내 [218] | 75409 |
| 공지 | Q&A 검색 길잡이 – 내게 필요한 정보를 더 빠르게 찾는 방법 | 19148 |
| 공지 | 개인정보 노출 주의 부탁드립니다. | 56477 |
| 공지 | kr 입자 조사에 의한 Cu 스퍼터링 에너지 및 이탈 속도 분포 함수 | 67540 |
| 공지 | 질문하실 때 실명을 사용하여주세요. [3] | 89320 |
| 468 | VPS 공정에서 압력변수관련 질문입니다. [1] | 391 |
| 467 | 임피던스 실수부에 대해 궁금한 점이 있습니다. [4] | 2080 |
| 466 | 쉬쓰 천이지역에 관한 질문입니다. [1] | 1079 |
| 465 | Langmuir probe의 위치에 관한 질문입니다. [3] | 1232 |
| 464 | 상압플라즈마 제품 원리 질문드립니다 [2] | 886 |
| 463 | 식각 시 나타나는 micro-trench 문제 [1] | 1708 |
| 462 | plasma etching을 관련 문의드립니다. [1] | 2321 |
| 461 | Wafer particle 성분 분석 [1] | 2176 |
| 460 | 고온의 플라즈마와 저온의 플라즈마의 차이 [1] | 2055 |
| 459 | charge effect에 대해 [2] | 1360 |
| 458 | PECVD 증착에서 etching 관계 [1] | 1270 |
| 457 | 터보펌프 에러관련 [1] | 1646 |
| 456 | 프리쉬스에 관한 질문입니다. [1] | 528 |
| 455 | 부가적인 스퍼터링 관련 질문 드립니다. [1] | 1188 |
| 454 | 플라즈마 충격파 질문 [1] | 759 |
| 453 | ESC Cooling gas 관련 [1] | 3296 |
| 452 | O2 Plasma 에칭 실험이요 [1] | 899 |
| 451 | 플라즈마 코팅 [1] | 1000 |
| 450 | 산소양이온의 금속 전극 충돌 현상 [1] | 2543 |
| 449 | 수중방전에 대해 질문있습니다. [1] | 442 |
안녕하세요, 플라즈마 응용 연구실에서 박사과정을 지내고 있는 유상원 입니다.
Electron temperature (Te) 는 전기장에 의한 전자의 heating 과 전자 + 전자 및 타 입자와의 충돌 혹은 벽면으로의 energy loss 가 열적으로 balance 를 이루어서 만들어진 전자의 energy distribution (EED) 을 Maxwellian 분포로 가정하여 나타낸 값 입니다.
반면 Excitation temperature (Texc) 는 플라즈마 내 어떤 입자가 전자와의 충돌로 인해 lower state 에서 upper state 로 excited 되는 반응을 이용하여 구한 값입니다.
일반으로 lower state 에서 upper state 로 excited 되는 반응율은 excitation threshold energy (Eth) 이상의 전자 energy distribution (EED) 과 cross section 의 곱으로 나타나게 됩니다.
lower state 의 density 를 nl, upper state 의 density 를 nu로 나타낸다면 두 state 의 density 비율을 대략적으로 아래와 같이 쓸 수 있습니다.
nu/nl = A exp ( - Eth / kTexc) {A 는 입자 및 state에 따라 결정되는 상수}
따라서 Texc 은 어떤 특정 excitation 반응의 lower state 와 upper state 의 밀도 비율을 나타내는데 활용할 수 있겠습니다.
만약 Texc 이 0 이라면 excitation 반응이 일어날 수 없기 때문에 nu/nl = 0 이 될 것이고, Texc 이 무한히 크다면 excitation 반응이 충분히 많이 일어날 수 있기 때문에 nu/nl = A 로 lower state 와 upper state 의 비율이 saturate 하게 될 것 입니다.
Te 와 Texc 이 비슷한 경향을 보이는 이유는 앞서 말씀 드렸듯이 excitation 반응율이 EED 와 cross section 의 곱으로 나타나기 때문입니다.