超高真空（UHV）應用中的等離子清洗-粒子加速器

超高真（zhēn）空（UHV）應用中的等離子清洗-粒子加速器

超潔淨表麵

超高真空關鍵部（bù）件（例如表麵科學實驗室和粒（lì）子加速器中廣（guǎng）泛（fàn）使用的部件）需滿足嚴格的（de）清潔標準，其中安（ān）裝前的清洗是重要步驟。位於英國、專注於全球粒（lì）子加速器技術的達雷斯伯裡實驗室（Daresbury Laboratory）與Henniker Plasma合作，探索將氧等離子清洗納入其嚴格的預清洗（xǐ）流程的潛力。

通過測量“電子激勵脫附優（yōu）率”electron stimulated desorption yields“（ESD），實驗室評估了等離子清洗的效（xiào）果，並將傳統溶劑清（qīng）洗與等離子清洗的結果進行了對比。

溶劑清洗技術

達雷斯（sī）伯裡實驗（yàn）室選擇氫氟（fú）醚（HFE）作為主要清洗溶劑，該結論基於（yú）早期研究——不同清洗技術對不鏽鋼表麵出氣（qì）和電子激發脫附的影響[1]。

HFE清洗流程步驟如（rú）下：

1. 手動洗滌（dí）劑清洗
2. 去離子水沖洗
3. 標準洗滌劑水洗15分鐘
4. 去（qù）離子水沖洗（xǐ）
5. HFE超聲（shēng）清（qīng）洗15分鐘（zhōng）
6. HFE蒸汽清洗15分鐘
7. 去離子水沖洗（xǐ）
8. 烘乾（80°C）

等離子清洗

氣（qì）體原子電離時，高能粒子碰撞會使其外（wài）層電子脫離軌道，產生等離子體的（de）特徵“輝光”。等離子體包含多種活性成（chéng）分，如原子（zǐ）、分子、離子、電子、自由基、亞穩態粒子以及短波紫外（wài）光（真空紫外光，VUV）。等離子體通常在低壓（<1.0 Torr）密閉容器中（zhōng）生成，低壓環境延長了活性粒子的平均自（zì）由程，使其（qí）在接觸表麵時仍保持高（gāo）反應性。常用功率和壓力下，腔體溫度接近室溫。

實驗中使用的氣體為氧氣。真空紫外光能有效（xiào）破壞表麵汙染物（wù）中的有機鍵（如C-H、C-C、C=C、C-O、C-N），分解高分子量汙染物。等離子（zǐ）體中的氧活性物種（如O₂⁺、O₂⁻、O₃、O、O⁺、O⁻、電離臭氧（yǎng）、亞穩態氧、自（zì）由電子）進一步與有機物（wù）反應，生成H₂O、CO、CO₂及低分子量碳氫化合物。這些產（chǎn）物蒸氣壓較高，易被抽離（lí）腔體。

樣品清潔度測量

不鏽鋼樣品被故意汙染（油汙（yú）、油脂、指紋、記號筆（bǐ）等），並通過“電子激勵脫附優（yōu）率“評估清潔度。計算公式如下：