射頻大氣電漿束之研究

Study of Radio Frequency Atmospheric Pressure Plasma Jets

魏孝寬(Wei, H. K.)

指導教授 ： 寇崇善

國立清華大學/理學院/物理學系/博士(2009年)

摘要

本論文研究目的在於發展低溫、均勻且穩定的射頻大氣電漿束，以氦氣（He）為主要研究對象，藉由實驗來瞭解其放電特性並建立一簡單的電漿阻抗模型以評估電漿密度。此外，並將此射頻大氣電漿束應用於液晶配向技術及非晶碳膜沈積。
本研究成功地發展一低溫、均勻且穩定的射頻大氣電漿束（atmospheric pressure plasma jet，APPJ），利用理論模型推得電漿密度介於1011 - 1012 cm-3。由光譜量測結果推得He APPJ其電子激發溫度為0.16 eV；He APPJ中的活化粒子以He亞穩態（706.52 nm）、N2+游離態（391.44 nm）及O原子激發態（777.19 nm）等為主。操作在相同的RF功率及氣體流量下，Ar APPJ的電漿密度高於He APPJ。
本研究成功地發展一低溫、均勻且穩定的線型大氣電漿束（linear atmospheric pressure plasma source，LAPPJ），可產生50 mm長之線型大氣電漿束，其結構簡單且可容易擴大放電尺寸，搭配二維移動平台可達到全面積的處理。利用理論模型推得電漿密度可達1012 cm-3。由光譜量測結果推得He LAPPJ其電子激發溫度介於0.106 ~ 0.239 eV；He LAPPJ中主要的活化粒子包括了He亞穩態（706.52 nm）、N2激發態（337.13 nm）、N2+游離態（391.44 nm）及O原子激發態（777.19 nm）等。
本研究成功地利用Ar APPJ進行液晶配向，且獲得良好的配向效果，預傾角可達2.32°，此法提供了一新穎、便利的處理方式，可以免去接觸式配向所帶來的問題。經過Ar APPJ處理後，配向膜表面產生更多的C-O及C=O鍵結，即提供更多電偶極與液晶分子作用來達到液晶配向。
本研究成功利用He LPPJ混合乙炔（C2H2）以掃瞄的方式進行非晶碳膜薄膜沈積並成功長出表面平整、光學穿透率高的非晶碳膜。並進一步利用此非晶碳膜作為液晶配向膜，利用低氣壓電漿束進行配向處理，可達到良好的配向效果。

關鍵字

大氣電漿 ； 液晶配向 ； 碳膜沉積

並列摘要

無資料

並列關鍵字

atmospheric pressure plasma ； liquid crystal alignment ； carbon film depostion

參考文獻

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