plasmasysteem

Een plasmasysteem is een apparaat of combinatie van apparaten die plasma genereren en in stand houden voor verwerking, analyse of behandeling van materialen. Plasma is een toestand van materie waarin een deel van de gasatomen is geïoniseerd, zodat vrije elektronen en ionen samen met neutrale deeltjes aanwezig zijn. Door toevoer van energie, meestal in de vorm van elektriciteit of elektromagnetische straling, kan een gas worden omgezet in plasma met specifieke chemische en fysische eigenschappen.

Typische onderdelen zijn een gastoevoer en regelventielen, een vacuüm- of drukregeling, een plasma-bron (zoals een gelijkstroom-, radiofrequentie- of microgolfgenerator), een plasmakamer met elektroden, koel- en afzuigsystemen en een besturings- en diagnose-systeem. De plasmaparameters worden bepaald door het gasmengsel, de druk, de belasting van de elektroden en de toegepaste energie. Veelgebruikte typen zijn onder meer DC-glow discharge, inductively coupled plasma (ICP), capacitively coupled plasma (CCP) en microwaves-plasma, evenals atmosferische plasmas zoals die gegenereerd in dielectric barrier discharge (DBD).

Toepassingen van plasmasystemen liggen op het gebied van materiaalbewerking en analyse. Voorbeelden zijn het etsen en afzetten van lagen in de halfgeleiderindustrie, oppervlaktebehandeling en modificatie, plasmabehandeling van materialen zoals metalen en polymers, plasmasnijden en lassen, en sterilisatie. Analytische plasmasystemen (zoals ICP) worden veelvuldig ingezet in spectroscopie voor elementaire analyse (ICP-OES, ICP-MS). Atmosferische plasmas worden ook gebruikt voor oppervlaktebehandeling en microstructuurcontrole.

Veiligheid en onderhoud zijn belangrijke aspecten. Plasmasystemen werken met hoge spanningen, hete oppervlakken en mogelijk giftige of irriterende gassen en UV- of elektromagnetische straling. Adequate afzuiging, koeling en personeelsopleiding zijn vereist. Bij ontwerp en werking spelen keuzes rond gasmengsel, druk, energietoepassing, materiaalkwaliteit van de kamer en diagnostische methoden een centrale rol.