Tlecí výboj – horí pri zníženom tlaku, obvykle menej než 0,01 atm
0bGlowDisch


(j/p2) = konst. (Engel a Steinbeck)



Doutnavý výboj môže v zvláštnych prípadoch horieť i za atmosferického tlaku:



Zápalenie samostatného výboja:



Oblasti tlecieho výboja:
Katódová vrstva (katódový potenciálový spád – najdôležitejšia pre existenciu výboja):
      Astonov tmavý priestor – elektróny sa urýchľujú, ešte nemajú energiu
       dostatočnú na excitáciu
       Kátódové svetlo – elektróny excitujú,  ale ešte neionizujú
       Katódový tmavý priestor – už neexcitujú ale ešte neionizujú
       Záporné svetlo – ionizujú (tu vzniká väčšina elektrónov)
       Faradayov tmavý priestor – majú malú energiu, takže ani neexcitujú
Kladný stĺpec – nie je dôležitý pre
existenciu výboja, ale významný pre
aplikácie – kvázineutrálna izotermická
plazma
Anódové svetlo
disch3




Paschenova krivka – šírka katódovej oblasti:



Doutnavý výboj môže v zvláštnych prípadoch horieť i za atmosferického tlaku:



Pri nízkom tlaku a vysokom napätí možno pozorovať vytvorenie elektrónového lúča:



Elektrická plazma - definícia:
nPodmienka kvázineutrality
nDebyeov polomer tienenia je menší než chrakteristický rozmer plazmy – plazma čiastočne tieni
vonkajšie elektrické pole – na vonkajšiu zmenu poľa reaguje prerozdelením alebo vytvorením nového
náboja

Plazma kladného stĺpca tlecieho výboja – neizotermická plazma



Normálny doutnavý výboj – udržiava si konštantný (optimálny) katódový spád a konštantnú hustotu
prúdu výboja
Anomálny doutnavý výboja – má vyššiu hustotu prúdu a výšší katódový spád

Aplikácie neizotermickej plazmy kladného stĺpca tlecieho výboja:
-„neónky“
-
0cArGD

Žiarivky (fluorescenčné zdroje svetla založené na tlecom výboji)
Žiarivka pozostáva zo sklenej trubice pokrytej fluoroscenčnou vrstvou, štartéra a balastnej záťaže.
El. prúdom, ktorý dodá štartér sa napred rozhaví vlákno vo vnútri trubice, ktoré potom termoemisiou
emituje elektróny štartujúce tlecí výboj v trubici. Trubica je naplnená obyčajne argónom s malou
prímesou pár ortute, ktorá vyžaruje hlavne v ultrafialovej oblasti spektra. Fluorescenčná vrstva
mení ultrafialové žiarenie na viditeľne. Balastná záťaž stabilizuje výboj, čiže zabraňuje vzniku
oblúkového výboja.
T014952A

2



Jednotlivé materiály v žiarivke:
nArgón – slúži na ľahké zapálenie a udržanie výboja
nOrtuť – po ohriatí sa jej pary excitujú a vyžarujú s vysokou účinnosťou UV žiarenie
nFluoresčenčná vrstva – mení UV žiarenie na viditeľné so spektrom blízkym slnečnému žiareniu
n

Bez fluorescenčnej vrstvy:
n
Germicidal_UV_discharge_tube_glow

Plynové lasery:
nA laser is a coherent and highly directional radiation source. LASER stands for Light
Amplification by Stimulated Emission of Radiation.
nA laser consists of at least three components:
na gain medium that can amplify light that passes through it
nan energy pump source to create a population inversion in the gain medium
ntwo mirrors that form a resonator cavity
nThe gain medium can be solid, liquid, or gas and the pump source can be an electrical discharge, a
flashlamp, or another laser. The specific components of a laser vary depending on the gain medium
and whether the laser is operated continuously (cw) or pulsed. The following headings describe
specific laser designs.

Gas lasers are typically excited by an electrical discharge.

gaslaser

excimer : ArF* - 248 nm, XeCl* - 308 nm (pulsed)
nitrogen : 337 nm (pulsed)
He-Ne : 632.8 nm (cw)
Ar ion : 488, 541 nm (cw)
CO2 : 10.6 µm (cw or pulsed)
BlaserA

Excimérne lasery a lampy – účinnosť až 40% !
s01_img03 EXCIM


s01_img02 s01_img01 Excimers



n
Excimer%20Spectra


Aplikácie javov na katóde tlecieho výboja
- katódové rozprašovanie
Glow Glow1

n



                 Magnetrón






nTerčíky:



Plazmová nitridácia:
0dNitridGlow


Plazmová nitridácia:



n



Plazmová implantácia
Plasma Immersed Ion Implantation
nThe plasma immersion ion implantation process is of potentially great significance for the
modification of surfaces, since in principle it permits the implantation of ions into a surface
without the usual line-of-sight restrictions of ion-beam techniques.

piii2_e



A large vacuum chamber (1m diameter & 2m length) with plasma produced  by the impact ionization of
neutrals by thermionic electrons.
A magnetic cusp to enhance plasma density.
A 50 kv  DC supply with a hard tube modulator
Plasma Source Ion Implantation Reactor

Tyratrón - spínacia plynom plnená elektrónka na báze t.v. na spínanie VN



Tlecí výboj s dutou katodou:



Zdroje plazmy pre výrobu mikročipov



Iónové reaktívne motory