等離子體的化學(xué)反應化學(xué)反應只能在分子能量超過(guò)活化能的情況下發(fā)生。常規化學(xué)中,能量是由分子與分子或分子與壁面之間的磕碰來(lái)傳遞的。等離子體中,一方面,振動(dòng)能按一定順序增加到小的響應能量;另一方面,電子與分子的碰撞能傳遞更多的能量,使中性分子變?yōu)槎鄠€(gè)活性成分,或使中等活性成分電離,而新的成分則主要包括超活性中性粒子、陽(yáng)離子和陰離子。
傳統的化學(xué)反應不能產(chǎn)生很多新的成分,但等離子體卻成為一種非常強大的化學(xué)操作手段,它背負著(zhù)催化作用。一般而言,溫度較低的反應,也許一定溫度下反應速度加快的反應,都是受等離子體的影響。但在能量范圍分布很廣的等離子體中,電子的激發(fā)或離子化并不具有選擇性。一種等離子體系統中,許多不同類(lèi)型的活性粒子都能引起大量的反應,在反應過(guò)程中,特別重要的、有重大意義的粒子幾乎是不可能被操縱的。高能量粒子可以破壞等離子體環(huán)境中分子的共價(jià)鍵。
利用強局域場(chǎng)參與到高能電子和非平衡等離子體中強電子散射函數的尾部,有可能產(chǎn)生新的化學(xué)反應。等離子體環(huán)境有利于產(chǎn)生許多化學(xué)反應。氣體種類(lèi)、流速、壓強、輸入功率等工藝參數決定某一反應能否產(chǎn)生首要輸入工藝參數。邊境與底端之間也會(huì )有多種反應。燒蝕率和堆積率是通過(guò)相關(guān)表面處理得到的。用有機蒸汽作工作氣體時(shí),會(huì )發(fā)生等離子體的聚合和聚集??涛g堆積過(guò)程中,材料表面與等離子體中原有的或新生成的成分發(fā)生反應,即表面條件,如污染物、阻聚劑、阻檔層、氣體吸附等,都會(huì )對過(guò)程動(dòng)力學(xué)和堆積薄膜特性產(chǎn)生影響。等離子體中的分子被分解成高活性的成分,這些高活性的成分隨后與有機物發(fā)生反應。氫氣既能與雙鍵相連,又能從其它分子中分離出來(lái)。氧類(lèi)等離子體中,電離和解離能的成分很多。其他的,也可以構成像O2(1△g)這樣的亞穩態(tài)成分。
對于氧原子來(lái)說(shuō),重要的反應就是加入一個(gè)雙鍵,CH鍵變成羥基或羧基。氮氣可以和飽和或不飽和分子發(fā)生反應。等離子體化學(xué)的一個(gè)有趣的發(fā)展是,把原來(lái)簡(jiǎn)單的分子分解成混亂的分子結構。典型的反應包括:異構化,消除原子或小基團,二聚/聚合,以及破壞原始數據等等,例如,甲烷、水、氮和氧等氣體通過(guò)輝光放電的混合,終獲得了來(lái)自生命的物質(zhì)——氨基酸。等離子體中存在順?lè )串悩嫽?,成環(huán),開(kāi)環(huán)反應。除單分子反應外,還能產(chǎn)生雙分子反應。等離子體的化學(xué)反應00224555