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摘要
大气压等离子体增强化学气相沉积(AP-PECVD)功能薄膜技术受到广泛的关注，但等离子体的作用机理仍有待进一步探讨。利用针-板电极大气压电晕Ar等离子体射流，在不同放电频率条件下，对单、双脉冲的放电参数及沉积TiO2薄膜的性质进行比较，阐明了脉冲放电特性对等离子体参数和TiO2薄膜生长的影响，进而推断AP-PECVD中等离子体的作用机理。结果表明：单个电压周期内，放电电流呈稳定的单脉冲或双脉冲，电晕等离子体射流区域呈均匀弥散分布，沉积的氧化钛薄膜均匀致密；其他条件相同的情况下，双脉冲放电极间平均耗散功率、等离子体气体温度大于单脉冲放电，并且等离子体区域发光显著增强，发射光谱计算得到大气压等离子体射流电子激发温度约8000 K,双脉冲等离子体射流电子温度略高于单脉冲等离子体射流。对于薄膜生长，双脉冲放电薄膜沉积速率比单脉冲放电大，沉积的薄膜更加致密，亲水性更强。由于等离子体参数上的差异，在钛酸异丙酯解离过程和TiO2薄膜形成时的表面扩散过程中，双脉冲等离子体射流比单脉冲射流贡献更大，有利于快速沉积更致密、亲水性更高的氧化钛薄膜。
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单位北京理工大学; 物理学院
