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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:RF真空プラズマにおけるアースの役目)

RF真空プラズマにおけるアースの役目

2023/09/07 07:28

このQ&Aのポイント
  • RF真空プラズマにおけるアース(アノード)の役割について疑問を持っています。
  • アノードは電子の供給源として機能し、アースのない真空チャンバー内でもプラズマが生成される可能性があります。
  • しかし、電力やチャンバーの大きさ、真空度などの条件によって放電の有無が変化するため、詳しい解明が必要です。
※ 以下は、質問の原文です

RF真空プラズマにおけるアースの役目

2019/02/02 20:12

初めて質問させて頂きます。
初心者なので分かりづらいかもしれませんがご容赦ください。
タイトルのままですが、RFを利用した真空プラズマのアース(アノード)の役目とは何でしょうか。
カソードは、「ブロッキングコンデンサで電子が充電されて-VDC(バイアス)となるため陽イオンが引っ張られる。」ということで理解しているのですが、例えばRFが印加されている電極のみをガラス製の(アースのない)真空チャンバー内に入れたとすると電力とチャンバーの大きさと真空度によるかと思いますが、条件が合えばおそらく放電する(プラズマが生成される)かと思っております。(アースがなくとも電子の移動は起こるため)
こうなるとアノードの役割とは?とわからなくなって調べてもいまいち核心的な論文なども見当たらず質問してしまいました。
なんとなくのイメージでアノードは電子の供給源となっており、上記の構成では電子が供給されなくて低密度なプラズマになりそうと思っているのですが、当方電気に詳しくなく電界がどうとか全くわかっていないので、そんな人間にもわかるように教えていただけますと幸いです。
ちなみに当方はプラズマとは全く関係ない仕事なので、特に仕事で利用するわけではなく、なんとなくプラズマについて調べていたら気になったので質問させていただきました。
よろしくお願いいたします。

質問者が選んだベストアンサー

ベストアンサー
2019/02/03 09:07
回答No.2

「RF真空プラズマ」
RF=Radio Frequency =高周波交流ということです。
真空容器がガラス製であっても、カソード端子自体は、周りの空間に対して静電容量を持っ
ています。静電容量(=コンデンサ成分)を介して高周波交流電流が流れる経路が形成され
るので、真空容器にアノード電極らしきものが存在しなくてもプラズマを形成できると考え
ればいいと思います。
なお、RF電源の出力の一端はカソードに接続されていると思いますが、他端(アース側)
は、真空装置の構造体に接続されているものと思います。


理屈っぽい内容ですが、有限の大きさをもつ物体は、周りの壁(アース電位)からどれほど
距離が離れていても、空間が真空であっても、アース電位に対する静電容量をもつことが、
電磁気学の定理で説明できます。
https://www.jeea.or.jp/course/contents/12101/
https://www.youtube.com/watch?v=M5TmhWNiang

お礼

2019/02/04 22:11

ご返答ありがとうございます。
なんとなく理解できたような気がします。
よくよく考えるとプラズマボールがこれに当たるので放電することは間違いなさそうです。

チャンバー内にアース(アノード)を入れることで静電容量が外からとることに比べると小さくなり放電(プラズマ)にある程度の方向性を持たせることができ、狙った個所の単位空間当たりの電力密度(プラズマ密度?)が高くなりそうなのでそれが理由かと考えました。

お付き合い頂きましてありがとうございました。

質問者

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その他の回答 (2件中 1~2件目)

2019/02/02 21:21
回答No.1

電流が流れるには、電力源と負荷の間を一筆書きで結ぶ経路が必要です。
お問い合わせの「RF真空プラズマ」装置において、「アノード」と「カソード」などキーワードが記載されている図があれば、出典をご教示頂けないでしょうか。図があれば、それに従い説明できそうに思います。

https://www.arios.co.jp/products/image/rf-expe01.pdf

お礼

2019/02/02 22:44

ご返答ありがとうございます。
頂いたURLの配管系統図で申しますと基板ホルダーがカソードで対向電極がアノード(アース)となります。私が恐らく放電するだろうと言っていたのが基板ホルダーのみをガラス等の絶縁物でできたチャンバーで囲った場合という具合になります。
宜しくお願い致します。

質問者

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