Plasma froid - Page de test de l`installation d`Apache

Colloque Delcroix 18/05/2006
Les Plasmas Froids Hors Equilibre 1/26
J.P. BOEUF
CNRS - CPAT - Université de Toulouse III

Colloque Delcroix 18/05/2006
Les Plasmas Froids Hors Equilibre
Diagramme Densité-Température
2/26
Température Electronique (K)
Densité n (cm-3 )
White
dwarfs
Ionosphere
Non Equilibrium
Plasmas
Solar
Wind
Solar
Corona
Earth
Magnetosphere
Magnetic
fusion Inertial
fusion
sun
Lightening
Thermal
Plasmas
1 1010 1020 1030
RELATIVISTIC PLASMAS
CLASSICAL PLASMAS
QUANTUM PLASMAS
1 eV
100 eV
10 eV
1000 eV
1010
108
106
104
102

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Les Plasmas Froids Hors Equilibre
Définitions
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¾Degré d’ionisation – Plasma froid
densités d’électrons et d’ions faibles devant la densité de molécules neutres (10-7-10-2 )
collisions électron-neutre et ions-neutre jouent un rôle important (excitation, ionisation, dissociation)
plasma « froid » faible degré ionisation par opposition aux plasmas chauds
¾Plasma froid hors équilibre
électrons beaucoup plus énergétiques (104 -10
5 K ou 1-10 eV) que ions et molécules
milieu réactif à basse température de gaz (application au traitement de surface)
milieux complexes car hors d’équilibre – physique riche et variée
phénomènes de transport, électromagnétisme, physique atomique & moléculaire, chimie, physico-chimie des surfaces
¾Entretien du plasma – Couplage d’énergie au plasma
équilibre création-pertes de particules chargées
couplage d’énergie peut se faire de manières très diverses: chauffage des électrons par tension
continue, RF capacitif, inductif, hélicon, microonde, Résonance Cyclotron Electronique …

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Les Plasmas Froids Hors Equilibre
Applications
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Energie Electrique
PLASMA
Energie Lumineuse
Source de photons
Energie Cinétique
Source de particules chargées
Energie Chimique
Source d’espèces réactives
Lampes
Eclairage
Purification de l’eau
Visualisation
Ecrans à plasma
Lasers
Sources d’ions
Implantation ionique
Propulsion
Traitement de surface
Faisceaux d’électrons
Source rayons X
Disjoncteurs et commutateurs
Procédés en surface
Microélectronique
Traitement de surface
Procédés en volume
Dépollution
Gaz d’échappement
Analyse de matériaux
Synthèse chimique
Applications Bio-médicales
Stérilisation

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Les Plasmas Froids Hors Equilibre
Applications – Pression et libres parcours de collisions – Couplage d’énergie
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→Applications dans une gamme très large de pression de gaz
→Collisions nécessaires à la génération du plasma (ionisation par collisions e-neutre)
→Couplage d’énergie et génération de plasma sont très dépendants de la pression
Pression
Source d’ions
Propulsion
Magnétrons
0.1 1 10 102 103 104 105 Pa
Plasmas pour la
microélectronique Lampes à plasma Ecrans à plasma & microplasmas
Applications
aérodynamiques
Dépollution
Traitement de
surface par plasma Synthèse du diamant
Libre
parcours
1 m 1 cm 100 µm1 µm
←confinement →
magnétique ←chauffage DC, RF ou microonde →←décharges impulsionnelles →