Plasma efterglöd
En plasma-efterglöd (även efterglöd ) är den strålning som sänds ut från ett plasma efter att joniseringskällan har avlägsnats. De externa elektromagnetiska fälten som upprätthöll plasmaglöden är frånvarande eller otillräckliga för att upprätthålla urladdningen i efterglöden. En plasmaefterglöd kan antingen vara en temporal, på grund av en avbruten (pulsad) plasmakälla, eller rumslig, på grund av en avlägsen plasmakälla. I efterglöden de-exciterar plasmagenererade arter och deltar i sekundära kemiska reaktioner som tenderar att bilda stabila arter. Beroende på gassammansättningen kan superelastiska kollisioner fortsätta att upprätthålla plasman i efterglöden ett tag genom att frigöra energin som lagras i rovibroniska frihetsgrader av plasmans atomer och molekyler. Speciellt i molekylära gaser skiljer sig plasmakemin i efterglöden väsentligt från plasmaglöden. Efterglöden från en plasma är fortfarande en plasma och behåller därmed de flesta av plasmans egenskaper.
Historia
De första publicerade bilderna av plasmaefterglöd togs 1953.
Helium efterglöd, en av de mest använda formerna av efterglöd, beskrevs första gången 1963 av Arthur L. Schmeltekopf Jr. och HP Broida.
De första flödande efterglödjoniseringsstudierna började i början av 1960-talet i ett försök att förstå atmosfärisk jonkemi. Vid den tiden hade stationära efterglödsstudier redan gjorts, men detta tillvägagångssätt begränsades av bristande mångsidighet och saknade konsistens, eftersom studier gjorda före 1964 visade att vanliga atmosfäriska reaktioner hade drastiskt olika reaktionshastigheter mellan studierna. Flödande efterglöd användes sedan för att mer exakt beskriva hastighetskonstanterna för vanliga atmosfäriska reaktioner
Fjärrplasma
En fjärrplasma avser en plasma som är rumsligt separerad från de externa elektromagnetiska fälten som initierar urladdningen. En efterglöd är en avlägsen plasma om plasmat kanaliseras bort från den ursprungliga plasmakällan.
En fördel som fjärrplasma har jämfört med temporal plasma är att fjärrplasma kan användas som en kontinuerlig plasmakälla och därmed har fler tillämpningar för att tillföra reagensjoner för de flesta system.
Fjärrplasma används ofta inom analytisk kemi när en konstant ström av joner krävs. De är också mycket vanligt använda en metod för att rengöra komplexa vakuumsystem utan att behöva ta isär dem.
Temporal plasma
En temporal plasma hänvisar till en efterglöd från en plasmakälla som är tidsavgränsad. Att ta bort excitationskällan tillåter en efterglöd att vara närvarande i samma utrymme som den initiala plasman exciterades under en kort tid.
En fördel som temporal plasma har jämfört med fjärrplasma är att den kan inrymmas i ett slutet system och därmed gör det lättare att kontrollera temperatur och tryck.
Temporal plasma används ofta för att replikera joniska reaktioner under atmosfäriska förhållanden i en kontrollerad miljö.
Ansökningar
Flödande efterglöd
En flödande efterglöd är en jonkälla som används för att skapa joner i ett flöde av inert gas, typiskt helium eller argon . Flödande efterglödjonkällor består vanligtvis av en dielektrisk urladdning som gaser kanaliseras genom för att exciteras och därmed göras till plasma. Flödande jonkällor för efterglödning kan kopplas till ett flödesrör för utvalda joner för val av reaktantjoner. När denna jonkälla är kopplad till masspektrometri kallas det masspektrometri med strömmande efterglöd.
Flödande-efterglöd-masspektrometri använder en strömmande efterglöd för att skapa protonerade vattenklusterjoner i en helium- eller argonbärargas i ett flödesrör som reagerar med provmolekyler som mäts med en masspektrometer nedströms. Dessa system kan användas för spårgasanalys. Detta fungerar genom att hålla den initiala joniseringskällan rumsligt separerad från målanalyten och kanalisera efterglöden från den initiala joniseringen mot analyten. Analyter tillsätts nedströms för att skapa jonprodukter. Joner Detektion av joner utförs vanligtvis med en masspektrometer eller med optisk spektroskopi .
Stationär efterglöd
Stationär efterglöd (SA) är en teknik för att studera fjärrplasma som består av en gasblandning inuti en glödlampa som utsätts för en joniserande puls. Efter nämnda joniserande puls mäts jonsammansättningen av blandningen som en funktion av tiden vid väggen av den innehållande glödlampan. Stationära efterglödsmetoder används ofta för att studera atmosfäriska reaktioner eftersom de efterliknar atmosfäriska förhållanden i en kontrollerad miljö.
Rengöring och sterilisering
Plasma-efterglöd har visat sig vara ett effektivt sätt att rengöra och sterilisera maskiner och glas som är svåra att ta isär. Plasmarengöring använder avlägsna plasmakällor för att generera en efterglöd som ventileras in i systemet som ska rengöras och sedan reagerar efterglödjonerna med föroreningarna. När syre används som bärgas, reagerar joniserade syrearter med tyngre organiska föreningar för att bilda H 2 O, CO 2 och CO. Dessa produkter ventileras sedan lätt från systemet och effektivt avlägsnar organiska föroreningar från systemet. Detta ger fördelen att inte behöva ta isär system och sparar därmed tid vid demontering och på vakuumsystem sparar det tid att ändra trycket i systemet.
Denna plasmarengöringsmetod är särskilt effektiv för kemiska ångavsättningsmetoder där renlighet är en nyckeldel av produktiviteten.