אנו מספקים פרוטוקול שלב אחר שלב כיצד ליצור גשושיות לנגמיור וגשושיות שליחות תוך שימוש בחומר מעבדה זמין עבור חוקרים שרוצים לבנות את עצמם. שימוש בחומר זמין במעבדה הופך את הבנייה והתחזוקה של גשושיות אלקטרוסטטיות לאבחון פלזמה לזולה וקלה יותר, והופך את המערכת לסתגלנית יותר לסביבות מעבדה שונות. ממשק הוואקום המשתמש בפרוטוקול הבניין שלנו יכול לשמש גם כשיטות הזנה עבור מכשירים אחרים בלחץ נמוך.
בעת ביצוע טכניקות ואקום פרוטוקול זה, בדיקת רציפות חשמלית, ריפוי המשחה הקרמית וניהול שבריריות הגשושית יכולים להיראות מאתגרים בהתחלה. התחל בבניית הגשושיות Langmuire. קח צינור נירוסטה בקוטר רבע אינץ 'כפיר הבדיקה.
חתכו את הצינור כך שהבדיקה תוכל לכסות באופן אקסיאלי יותר ממחצית אורך התא. התאם את הצד הלא כפוף של הפיר דרך צינור פליז על ידי מתאם SS-4-UT-A-8 בשילוב עם התאמת צינור איחוד B-810-6. השתמש בצינור פליז בגודל חצי אינץ 'הנמשך מתוך האוגנים המותאמים אישית דרך ממשק B-810-1 OR Swagelok כדי לספק תמיכה צירית למוט הבדיקה.
חבר את הקצה הלא כפוף של פיר הבדיקה לבית BNC באמצעות התאמת B-400-1 או Swagelok. הכנס את חוט הניקל המצופה זהב דרך שני צינורות אלומינה יחידים, והתאים את הצינור העבה יותר בתוך פיר הבדיקה. ריתוך נקודתי קצה אחד של חוט ניקל מצופה זהב על פיסת חוט מופשטת, אשר מרוח על העט של הזנת BNC דרך, בקצה פיר הבדיקה.
לאחר מכן, לחתוך את חוט מצופה זהב כך המפרק עם חוט מופשט מתאים בתוך צינור אלומינה כדי למנוע קצר עם פיר בדיקה. אגררו דרך יריעת טנטלום כדי ליצור קצה בדיקה של פלנר לאנגמיור בקוטר רבע אינץ', וריתכו נקודתית לקצה השני של חוט הניקל המצופה זהב על קצה הקצה, תוך קביעת קצה הגשושית נורמלי לציר לוח הגבול. מקם את קצה הגשושית מעט קדימה כך שגוף הגשושית לא ייגע בלוח הגבול בעת ביצוע מדידות בתוך הנדן.
אטמו את כל המפרקים עם משחה קרמית כדי לבודד את רכיבי מעגל הבדיקה מהפלזמה, והשתמשו באיש חום כדי לאפות את המפרקים הקרמיים במשך חמש עד 10 דקות. השתמש במולטימטר כדי למדוד את ההתנגדות בין קצה הבדיקה לבין מחבר BNC. אם מודגמת המשכיות, הגשושית מוכנה לכניסה לתא הוואקום.
כדי לבנות בדיקה קבילה גלילית, בצע את ההליך המתואר לעיל למעט שימוש בצינור אלומיניום אחד שמינית אינץ 'שני נשא במקום אחד משעמם אחד. חתכו את חוט הטונגסטן בקוטר 0.025 מילימטר לסנטימטר אחד, ורתכו את חוט הטונגסטן על חוטים מצופים זהב. אוטמים את המפרקים עם משחה קרמית, ומוודאים שהעיסה לא עולה על חוט הטונגסטן.
בדוק המשכיות בין שני קצוות BNC. הפעל את מד היונים כדי לבדוק את לחץ הבסיס לפני הכנסת גז לתא. אחרת, בדוק אם יש דליפות במערכת.
השתמש בעט כדי לכייל את תצוגת הברטרון עד שהמספר יצוף בתוך פלוס או מינוס 0.01 מיליטור. ודא כי שסתום המחט נמצא במצב סגור. לאחר מכן פתח את שסתום הכיבוי ובדוק שאין שינוי לחץ בקריאת הברטרון.
סובב לאט את הידית של שסתום המחט כדי לשחרר את הגז לתוך התא עד ללחץ הנדרש. הפעל את ספק הכוח של המתח, והגדר את המתח ל -60 וולט שלילי כדי לספק אנרגיית אלקטרונים מספקת לחתך היינון המרבי של ארגון. לאחר מכן, הפעל את ספק כוח החימום עבור החוטים והתאם לאט את הרמה עד שזרם הפריקה יקרא את הערך הנדרש.
חבר את אספקת המתח ללוח הגבול, והתאם את ההטיה לרמה הרצויה. לאחר מכן המשך במדידה. חבר את הגשושית למעגל איסוף הנתונים והבקרה, והמשך לטאטא את המתח המופעל על הגשושית תוך מדידת הזרם הנמשך על ידי הגשושית בו זמנית.
שמור את מעקב המתח הנוכחי. חזור על רכישת נתונים עם בדיקות קבילות, רכישת נתונים ומעגל בקרה. גשושיות לנגמיור נבנו בארבע תצורות שונות, וסומנו כ-LPJ, כאשר J הוא מספר שלם מאחד עד ארבע.
עיצובי הגשושית כללו את הגשושית הגלילית Langmuir LP אחת, הגשושית הדו-צדדית Langmuir, LP שתיים, הגשושית Planer Langmuir, LP שלוש, כאשר הצד פונה ללוח הגבול אטום על ידי משחה קרמית, והגשושית Langmuir המישורית, LP four, כאשר הצד פונה הרחק מלוח הגבול מכוסה במשחה קרמית. ההשוואה בין גשושית לנגמיור למדידות פוטנציאליות של גשושית חסרה מוצגת כאן. כל ארבעת סוגי הגשושיות של לאנגמיור הושוו למדידות גשושיות חסרות כדי לקבוע עד כמה הן מודדות פוטנציאלים של פלזמה ליד גבולות הפלזמה, במיוחד באזור שלפני הנדן.
עיצובי גשושיות שונים נבדקו כדי לקבוע אם האופן שבו הגשושיות Langmuir משמשות למדידת פוטנציאלים פלזמה, נותן תוצאות מדויקות. כל מדידות הגשושית לנגמיור הושוו למדידות בדיקה קבילות של פוטנציאל הפלזמה. במעטפת הטרום, כל פוטנציאלי הפלזמה שנמדדו על ידי גשושית לנגמיור שונים מאלה שנמדדו על ידי גשושיות קבילות.
ההבדל מתרחב ככל שמתקרב לקצה הנדן, וגדל לערך של טמפרטורות אלקטרונים רבות. פרמטרים של פלזמה כגון טמפרטורה, צפיפות, אורכי קנייה ואורכי נדן לאנגמיור המתקבלים מהמדידות על ידי LP 2 בחלק הארי של הפלזמה מוצגים כאן. פרמטרים אלה מסייעים לבסס הערכות טובות של עובי הנדן הנומינלי עבור גשושיות Langmuir מישוריות.
כדי לבצע פרוטוקול זה בהצלחה, אפו את כל בועות האוויר בעת ייבוש משחת הקרמיקה. ולפני הכנסת הגשושית לתא הוואקום, אל תשכח לעשות את בדיקת ההמשכיות בין סרט הבדיקה לראש ה- BNC, וגם את בדיקת ההתקנה בין סרט הבדיקה לפיר הבדיקה. גשושיות אלקטרוסטטיות משמשות לגילוי ושיגור גלי הפלזמה כדי למדוד את נוכחותן של אי יציבות הפלזמה, ולמפות את המבנה הקוהרנטי שנמצא בפלזמה, כגון שכבות כפולות וטונות מוצקות.
