【摘要】 在甲烷中的低压电容耦合射频放电中，碳氢化合物粉尘颗粒形成并生长到大尺寸（约 1 微米）。

尘埃等离子体不仅由电子、离子、中性气体原子和分子组成，而且还由带电的尘埃粒子组成，这些尘埃粒子可能大到几微米。自从Langmuir等人在辉光放电中发现了尘埃颗粒以来，为了了解尘埃颗粒形成的机制，人们进行了大量的研究。

 

虽然微电子应用的主要目标是避免灰尘的形成，但灰尘等离子体在许多其他应用领域可能是有趣的，在这些领域中，在涂层中加入灰尘颗粒可以提高材料或层的性能。尘埃粒子在天体物理学中也引起了高度的兴趣，因为它们在一些关键现象中起着重要作用。

 

由于这些原因，更好地了解等离子体中尘埃颗粒的形成机制是至关重要的。事实上，由于它们的电荷，尘埃颗粒强烈地影响等离子体特性，在某些条件下导致复杂的等离子体不稳定性。

 

在甲烷中的低压电容耦合射频放电中，碳氢化合物粉尘颗粒形成并生长到大尺寸（约 1 微米）。甲烷分解导致在等离子体中形成球形尘埃粒子并在电极上形成涂层。在离子轰击下，偏置顶部电极上的涂层剥落，导致薄片脱落。

 

为了更好地了解电极表面状态对等离子体化学和尘埃粒子生长所起的作用，在电极的两种不同初始条件下进行了实验：（i）没有任何涂层和（ii）具有均质碳氢化合物涂层。使用直流自偏置电压的时间演变来跟踪球形尘埃粒子的生长。在实验结束时，通过扫描电子显微镜收集和观察灰尘颗粒和薄片。

 

使用质谱法，研究了中性物质、离子种类和正离子能量的时间演变。在两个实验条件之间，没有观察到等离子体化学的明显差异。然而，自偏置电压以及尘埃粒子的生长和动力学都发生了强烈的改变[1]。

 

[1]I. Géraud-Grenier, M. Mikikian, F. Faubert, V. Massereau-Guilbaud; Plasma chemistry and dust-particle generation in pure methane plasma: Influence of the RF electrode cleanliness. Journal of Applied Physics 14 August 2019; 126 (6): 063301.

 

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