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大功率脉冲磁控溅射中的气体击穿与放电形成
摘要： 研究了不同靶材在高功率脉冲磁控溅射中的放电行为，观察到显著的电流-电压曲线和靶电流波形差异。随着元素在周期表中族和周期的原子序数增加，击穿电压和最大靶电流呈现周期性下降。研究发现靶电流密度主要受二次电子发射产率影响，因此其数值无法直接评估高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）过程中溅射原子的电离程度。本文通过分析电压电流特性，探讨了二次电子发射、溅射产率和电离能对溅射原子电离程度的交互影响。据此可将靶材按电离程度分为三类：1）低电离度靶材（如Ag和C，<10%）；2）中等电离度靶材（如Cr和Cu，分别为55%和35%）；3）存在第二电离过程的Ti、Zr和Mo靶材。这些结果为先进HiPIMS应用提供了直观的操作参数范围。
关键词： 光学发射光谱法（OES）、电离度、电流波形、气体击穿、高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018年第二届国际电介质会议(ICD) - 布达佩斯(2018.7.1-2018.7.5)] 2018年IEEE第二届国际电介质会议(ICD) - 基于PIC/MCC方法的微间隙气体击穿数值模拟
摘要： 基于汤森效应的帕邢曲线曾用于描述气体击穿电压，但越来越多实验表明，当电极间距小于10微米时该理论并非完全准确。因此研究微尺度间隙击穿规律及微电子元件绝缘结构的放电机制具有重要意义。本研究采用粒子模拟/蒙特卡罗碰撞方法进行数值实验，模拟空气中微间隙放电过程。通过带电粒子数量变化、电流强度及电场分布作为击穿判据来分析微间隙击穿特性，不同判据确定的击穿时刻基本一致。此外，在不同外加电压和阴极温度下，场致发射与热电子发射对阴极总电子发射的贡献存在差异。该系列实验结果可为微尺度介质击穿的物理机制提供进一步理论指导。
关键词： 粒子模拟方法、电子发射、气体击穿、微尺度间隙
更新于2025-09-10 09:29:36