Nanoparticle formation and dynamics in a complex (dusty) plasma : from the plasma ignition to the afterglow.
Formation et dynamique de nanoparticules dans un plasma complexe (poussiéreux) : de l'allumage du plasma à la phase post-décharge.
Résumé
Complex (dusty) plasmas are a subject of growing interest. They areionized gases containing charged dust particles. In capacitively-coupled RF discharges, dust growth can occur naturally and two methods can be used to grow dust particles: chemically active plasmas or sputtering. The growth of dust particles in argon discharges by RF sputtering and the effect of dust particles on theplasma have been investigated from the plasma ignition to the afterglow. It was shown that plasma and discharge parameters are greatly affected by the dust particles. Furthermore, plasma instabilities can be triggered by the presence of the dust particles. These instabilities can be due to dust particle growth or they can be instabilities of a well established dust cloud filling the interelectrode space. When the discharge is switched off, the dust particles act like a sink for the charge carrier and consequently affect the plasma losses. It was shown that the dust particles do keep residual chargeswhich values are greatly affected by the diffusion of the charge carriers and especially the transition from ambipolar to free diffusion.
Les plasmas complexes (poussiéreux) sont un sujet d'intérêt croissant. Ce sont des gaz ionisés contenant des poudres chargées. Dans les décharges RF capacitives, deux méthodes peuvent être utilisées pour produire les poussières: les plasmas chimiquement actifs ou la pulvérisation. La croissance de poudres dans une décharge d'argon par pulvérisation ainsi que ses effets sur le plasma ont été étudiés depuis l'allumage de la décharge jusqu'à la phase post-décharge. Il a été montré que les paramètres du plasma et de la décharge sont grandement affectés par la présences de poudres. De plus, des instabilités du plasma peuvent être induites par la présence des poussières. Ces instabilités peuvent être dues à la croissance des poudres ou elles peuvent être des instabilités auto-excitées d'un nuage dense de poudres remplissant l'espace inter-électrode. Quand on éteint la décharge, les poudres agissent comme un piège pour les porteurs de charge et par conséquent modifient les mécanismes d'extinction du plasma. Il a aussi été montré que les poudres gardent une charge électrique résiduelle qui dépend fortement du processus de diffusion du plasma et notamment de la transition de la diffusion ambipolaire vers la diffusion libre.