Poświata plazmowa

Poświata plazmowa (również poświata ) to promieniowanie emitowane z plazmy po usunięciu źródła jonizacji. Zewnętrzne pola elektromagnetyczne które podtrzymywały blask plazmy, są nieobecne lub są niewystarczające do utrzymania wyładowania w poświacie. Poświata plazmy może być czasowa, spowodowana przerwanym (impulsowym) źródłem plazmy, lub przestrzenna, spowodowana odległym źródłem plazmy. W poświacie gatunki wytwarzane przez plazmę ulegają deekscytacji i biorą udział w wtórnych reakcjach chemicznych, które mają tendencję do tworzenia stabilnych gatunków. W zależności od składu gazu, zderzenia supersprężyste mogą przez pewien czas utrzymywać plazmę w poświacie, uwalniając energię zmagazynowaną w rovibronicznych stopniach swobody atomów i cząsteczek plazmy. Zwłaszcza w gazach molekularnych, plazmie chemiczny poświaty znacznie różni się od poświaty plazmowej. Poświata plazmy jest nadal plazmą i dlatego zachowuje większość właściwości plazmy.

Historia

Pierwsze opublikowane zdjęcia poświaty plazmy wykonano w 1953 roku.

Poświata helowa, jedna z najczęściej stosowanych form poświaty, została po raz pierwszy opisana w 1963 roku przez Arthura L. Schmeltekopfa Jr. i HP Broidę.

Pierwsze badania jonizacji z płynną poświatą rozpoczęły się na początku lat sześćdziesiątych XX wieku w celu zrozumienia chemii jonów atmosferycznych. W tamtym czasie przeprowadzono już stacjonarne badania poświaty, jednak podejście to było ograniczone ze względu na brak wszechstronności i spójności, ponieważ badania przeprowadzone przed 1964 rokiem wykazały powszechne reakcje atmosferyczne, których szybkość reakcji drastycznie różniła się w poszczególnych badaniach. płynącą poświatę do dokładniejszego opisania stałych szybkości typowych reakcji atmosferycznych

Zdalna plazma

Podstawowy schemat zdalnej plazmy

Odległa plazma odnosi się do plazmy oddzielonej przestrzennie od zewnętrznych pól elektromagnetycznych inicjujących wyładowanie. Poświata to odległa plazma, jeśli plazma jest kierowana z dala od pierwotnego źródła plazmy.

Zaletą plazmy zdalnej w porównaniu z plazmą czasową jest to, że plazma odległa może być używana jako ciągłe źródło plazmy, a zatem ma więcej zastosowań w dostarczaniu jonów odczynników do większości systemów.

Plazmy zdalne są często stosowane w chemii analitycznej, gdy wymagany jest stały strumień jonów. Są również bardzo powszechnie stosowaną metodą czyszczenia skomplikowanych układów próżniowych bez konieczności ich rozbierania.

Tymczasowa plazma

Plazma czasowa odnosi się do poświaty ze źródła plazmy, która jest określona w czasie. Usunięcie źródła wzbudzenia pozwala na pojawienie się poświaty w tej samej przestrzeni, w której przez krótki czas była wzbudzana początkowa plazma.

Przewaga plazmy czasowej nad plazmą odległą polega na tym, że można ją zamknąć w układzie zamkniętym, co ułatwia kontrolowanie temperatury i ciśnienia.

Plazma czasowa jest często używana do replikowania reakcji jonowych w warunkach atmosferycznych w kontrolowanym środowisku.

Aplikacje

Płynąca poświata

Płynąca poświata to źródło jonów wykorzystywane do tworzenia jonów w strumieniu gazu obojętnego, zwykle helu lub argonu . Przepływające źródła jonów poświaty zwykle składają się z wyładowań dielektrycznych, przez które przepuszczane są gazy w celu wzbudzenia i w ten sposób przekształcenia w plazmę. Przepływające źródła jonów poświaty można połączyć z rurą przepływową wybranych jonów w celu selekcji jonów reagentów. Kiedy to źródło jonów jest sprzężone ze spektrometrią mas, nazywa się to spektrometrią mas z płynącą poświatą.

Spektrometria mas z płynącą poświatą wykorzystuje płynącą poświatę do wytworzenia sprotonowanych jonów skupisk wody w helu lub argonie w gazie nośnym w rurze przepływowej, które reagują z cząsteczkami próbki mierzonymi za pomocą spektrometru mas znajdującego się poniżej. Systemy te można stosować do analizy gazów śladowych. Działa to poprzez utrzymywanie początkowego źródła jonizacji przestrzennie oddzielonego od docelowego analitu i kierowanie poświaty początkowej jonizacji w stronę analitu. Anality są dodawane w dalszej części procesu w celu wytworzenia produktów jonowych. Jony Wykrywanie jonów zwykle przeprowadza się za pomocą spektrometru mas lub spektroskopia optyczna .

Poświata stacjonarna

Poświata stacjonarna (SA) to technika badania odległej plazmy składającej się z mieszaniny gazowej wewnątrz żarówki poddawanej impulsowi jonizującemu. Po wspomnianym impulsie jonizującym skład jonowy mieszaniny jest mierzony w funkcji czasu na ściance bańki zawierającej. Do badania reakcji atmosferycznych często stosuje się stacjonarne metody poświaty, ponieważ naśladują one warunki atmosferyczne w kontrolowanym środowisku.

Czyszczenie i sterylizacja

Wykazano, że poświata plazmowa jest skutecznym środkiem czyszczenia i sterylizacji trudnych do demontażu maszyn i wyrobów szklanych. Czyszczenie plazmowe wykorzystuje odległe źródła plazmy do generowania poświaty, która jest wentylowana w czyszczonym systemie, a następnie jony poświaty reagują z zanieczyszczeniami. Kiedy jako gaz nośny stosuje się tlen, zjonizowane formy tlenu reagują z cięższymi związkami organicznymi, tworząc H2O , CO2 i CO. Produkty te są następnie łatwo usuwane z układu, skutecznie usuwając zanieczyszczenia organiczne z układu. Daje to tę zaletę, że nie trzeba rozbierać systemów, a tym samym oszczędza czas przy demontażu, a w przypadku systemów próżniowych oszczędza czas na zmianę ciśnienia w systemie.

Ta metoda czyszczenia plazmowego jest szczególnie skuteczna w przypadku metod chemicznego osadzania z fazy gazowej , gdzie czystość jest kluczowym elementem wydajności.

Zobacz też