Influence of the anode material on the characteristics of an analytical glow discharge cell
Influence of the anode material on the characteristics of an analytical glow discharge cell
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阳极材料对分析辉光放电电池特性的影响
DOI：
10.1016/j.sab.2010.01.008
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发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
J. Eckert
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
V. Efimova;A. Derzsi;A. Zlotorowicz;V. Hoffmann;Z. Donko;J. Eckert
由于等离子体中的各种碰撞过程和样品的加热而导致的能量转移到放电气体是辉光放电 (GD) 光谱学中众所周知的效应。尽管存在相当大的热效应及其对 GD 器件性能的严重影响，但放电气体和样品温度的测量并不常见。气体温度取决于放电的功率吸收以及边界（样品和阳极）的温度。在这项工作中，研究了格林型源中不同阳极材料对电压电流特性、弹坑形状和 GD 谱的影响。使用的阳极由钛合金、铜合金、石墨和钢制成，导热系数范围广泛。对于固定的电压和压力，对于不良的导热阳极，观察到测量的电流减少。样品的冷却导致测量电流增加。这两个观察结果都可以通过排气温度的变化来解释。从背面测量样品的温度并比较不同阳极的温度。此外，还发现阳极材料的选择（i）对弹坑形状没有显着影响，（ii）导致溅射速率略有不同，（iii）GD光谱存在很大差异。
The energy transfer to the discharge gas due to various collision processes in the plasma and the heating of the sample are widely known effects in glow discharge (GD) spectroscopy. Despite of the considerable thermal effects and their serious influence on the performance of GD devices, measurements of the discharge gas and sample temperatures are not common at all. The gas temperature depends on the power absorption of the discharge as well as on the temperature of boundaries (sample and anode). In this work the influence of different anode materials in a Grimm-type source on the voltage–current characteristics, crater shapes and GD spectra is investigated. Anodes made of titanium and copper alloys, graphite, and steel with thermal conductivities covering a wide range of values are used. For a fixed voltage and pressure a decrease of the measured current is observed for bad thermal conductive anodes. Cooling of the sample results in an increase of the measured current. Both observations can be explained by changes of the discharge gas temperature. The temperature of the sample is measured from the back side and compared for different anodes. Further, it is found that the choice of the anode material (i) has no significant influence on the crater shape, (ii) results in slightly different sputtering rates and (iii) strong differences of the GD spectra.
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