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上提出一種原理較簡單、但設計細致且需要詳細理論分析計算為基礎的負離子探針方法。指出了此種探針設計的基本原則和必須加以細致處理的幾個關鍵問題．給出了相應理論分析的基本過程和結果。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。本文主要結果：( 1 ) 提出了一個原理簡單、但須精心設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學性質明顯不同，線性分子角動量不能構成上升、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動分辨的轉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c N 的發(fā)射光譜測量的轉動溫度結果進行了驗證分析。創(chuàng)新之處：( 1 ) 提出了雙原子分子轉動分辨發(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生的第一負帶轉動分辨光譜和磁控濺射沉積C N 。膜過程中c N 基團的振動帶的轉動線型