超高（gāo）真空（UHV）應用中的（de）等離子清洗（xǐ）-粒（lì）子加速（sù）器（qì）

超高（gāo）真（zhēn）空（UHV）應用中的等（děng）離子清洗-粒子加速器（qì）

超（chāo）潔淨表麵

超高真（zhēn）空關鍵部件（例如（rú）表麵科學實驗室（shì）和粒子（zǐ）加速器中廣泛使用（yòng）的部件）需滿足嚴格的清潔標準，其中安裝前的清洗是重要步驟（zhòu）。位於英國（guó）、專注於全球粒（lì）子加（jiā）速器（qì）技術（shù）的達雷斯（sī）伯裡實驗室（shì）（Daresbury Laboratory）與Henniker Plasma合作，探索將氧等離子清洗納入其（qí）嚴（yán）格的預清洗流程的潛力。

通過測量“電子激勵脫附優率（lǜ）”electron stimulated desorption yields“（ESD），實驗室（shì）評估了等離子清洗的效（xiào）果（guǒ），並將（jiāng）傳統溶劑清洗（xǐ）與（yǔ）等離子清洗的結果進行了對比。

溶劑清洗技術

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

HFE清洗流程步驟如下：

1. 手動洗滌（dí）劑（jì）清洗
2. 去離子水沖洗
3. 標準洗滌劑水（shuǐ）洗15分鐘
4. 去離子水沖洗
5. HFE超聲清洗15分鐘
6. HFE蒸汽清洗（xǐ）15分鐘
7. 去離子水（shuǐ）沖洗
8. 烘乾（80°C）

等離子清洗（xǐ）

氣體原子電離時，高能粒子碰撞會使其（qí）外層電（diàn）子脫離軌道，產生等離子體的特徵“輝光（guāng）”。等離子體包含多（duō）種（zhǒng）活性成分（fèn），如原子、分子、離（lí）子、電子、自由（yóu）基、亞穩態粒子以及短波（bō）紫外光（真空紫外光，VUV）。等離子體通常（cháng）在低壓（<1.0 Torr）密閉容器中生成，低壓環境延長了活（huó）性粒子的平均自由程，使其在接觸表麵時仍保（bǎo）持高反應性。常用功率和壓力下，腔體（tǐ）溫度接近室溫。

實驗中使用的氣體為氧（yǎng）氣。真空紫（zǐ）外光能有效破壞表麵汙染物中的有機鍵（如C-H、C-C、C=C、C-O、C-N），分解高分子（zǐ）量汙染物。等離子體中的氧活性物種（如O₂⁺、O₂⁻、O₃、O、O⁺、O⁻、電離臭（chòu）氧、亞穩態氧、自由電子）進一步與有機物（wù）反應（yīng），生（shēng）成H₂O、CO、CO₂及低分子量碳（tàn）氫化合物。這些產物（wù）蒸氣壓較高，易被抽離腔體。

樣品清潔度測量

不鏽鋼樣品被故意汙染（油汙、油脂、指（zhǐ）紋、記號筆等），並通（tōng）過“電子激勵脫附優率“評估（gū）清潔度。計算（suàn）公式如下：