|
Radiofrekventna plazma je primjer hladne niskotlačne plazme. Jedan od načina stvaranja takve plazme je sljedeći. Staklena cijev priključi se s jedne strane na izvor nekog plina (npr.kisika) a s druge strane na vakuumsku pumpu. Na taj način omogući se stalan protok plina kroz cijev na željenom tlaku koji je obično znatno niži od atmosferskog, na primjer oko 1 torr. Oko cijevi omota se zavojnica od nekoliko namotaja bakrene žice. Kroz zavojnicu pusti se izmjenična struja velike frekvencije (npr. 13.56 MHz ili 27.12 MHz,što su industrijski dozvoljene frekvencije). Takva struja inducira magnetsko polje unutar zavojnice, koje pak stvara i dodatno električno polje. U svakom se plinu može naći nešto slobodnih elektrona koji su posljedica kozmičkog ionizirajućeg zračenja. Elektroni crpe energiju iz električnog polja, ubrzavaju se i u sudarima s atomima i molekulama plina ioniziraju te atome i molekule. Kroz jedan lavinski proces dolazi do stvaranja plazme koju nazivamo induktivno vezana plazma. Ukoliko umjesto zavojnice u vakumiranu posudu smjestimo dvije paralelne ploče onda govorimo o kapacitivno vezanoj plazmi.
U takvim plazmama tipične temperature elektrona iznose nekoliko elektronvolta odnosno desetak tisuća stupnjeva. No međutim, temperature iona i preostalih neutralnih čestica nisu puno različite od početne, sobne temperature plina. Zato kažemo da je takva plazma hladna. Do takve situacije dolazi zbog velike razlike u masi između elektrona i iona. Ioni ne uspjevaju crpiti dovoljno energije iz RF polja, niti na niskim tlakovima ima dovoljno sudara koji bi doveli to termalizacije sustava. No energija elektrona je dovoljno velika da pored ionizacije omogućava i potpunu disocijaciju molekula u plinu. Tako na primjer u RF kisikovoj plazmi nalazimo pretežno slobodne kisikove atome. U vodikovoj plazmi slobodne atome vodika, u plazmi vodene pare slobodne atome kisika, vodika i molekule OH. Slobodne atome kisika, vodika i molekule OH nazivamo radikalima. To su čestice koje ne žele ostati slobodne već se vrlo brzo vežu u kemijskim reakcijama na sve što im se nađe na putu. Zato su takve plazme prava kemijska radionica i nalaze velik broj tehnoloških primjena.
Slika prikazuje RF induktivno vezanu kisikovu plazmu u trenutku njenog djelovanja na aluminijsku foliju. |
Primjere nalazimo od jedkanja plazmom u poluvodičkoj industriji u procesima proizvodnje čipova ili u fotovoltaičkoj industriji pri naparavanju tankih filmova za gradnju solarnih ćelija. No primjera tehnoloških primjena ima značajno više. Npr. u modifikaciji svojstava površina. U plazmi je moguće promijeniti hidrofobnu površinu u hidroskopnu i obratno, postići sterilizaciju na praktički sobnoj temperaturi, očistiti neki predmet od ulja i sličnih nećistoća, promijeniti svojstva tkanine tako da se ona više ne skuplja u pranju ili postići da tkanina ima anti-bakterijsko djelovanje, i tako dalje.
Plazma navedenih svojstava izrazito je neravnotežni medij. Ta karakteristika omogućava možda najznačajniju primjenu ove vrste plazme, a to je kreiranje novih, u prirodi nepoznatih nanostruktura. Najčešći oblik nanostrukture u prirodi je nekakva sfera, jer je to ujedno oblik u kojem je energija sustava minimalna. Za stvaranje (narastanje) nekakvih drugih oblika, cijevčica, šiljaka ili slično potrebni su izrazito neravnotežni uvjeti i potrebno je naglo "zamrznuti" termalizaciju sustava. Niskotlačna hladna plazma omogućava postizanje oba ta efekta.
|
Kisikova plazma i bakterije 
Strijacije u plazmi 
|
