直流驱动的高能脉冲非平衡磁控溅射：现象、机制与特性

"直流诱导的高功率脉冲非平衡磁控溅射是一项创新的磁控溅射技术，由牟宗信、贾莉等人在大连理工大学的研究中提出。他们通过设计一种特殊的非平衡磁控溅射靶系统，该系统由常规圆形平面磁控靶与同轴线圈组成，这些线圈可以调控磁场分布，进而影响溅射过程中的非平衡状态。这种技术采用了直流磁控溅射电源作为放电源，而非传统的高频脉冲电源，这样可以实现低频的大功率脉冲放电。 研究者们关注的是如何通过调整气压、功率和线圈电流等参数，来控制脉冲放电的特性，特别是与高功率脉冲的关系。他们使用圆形平面偏压电极来测量这些脉冲的特性，如浮置电位和脉冲离子电流，以此分析其波形特征及其形成原因和影响因素。他们的实验结果与磁绝缘二极管理论相吻合，证实了这种技术的有效性。 这项工作的引入背景是近年来发展起来的脉冲磁控溅射技术，如孪生磁控溅射和大功率脉冲磁控溅射（HPPMS和HPIMS），这些技术因其独特的优势受到广泛关注。HPPMS技术特别引人注意，因为它能够提供高功率密度和高离化率的等离子体，但其放电机制仍处在基础研究阶段。直流诱导的高功率脉冲非平衡磁控溅射方法试图解决这个问题，通过直流电源放电实现了更稳定的能量输出，降低了对器件的要求。 磁控溅射过程中，电离主要发生在阴极鞘层区域，利用磁场和电场的相互作用（B·E·v×），导致等离子体的不稳定性以及电磁效应。这一新型技术的出现，不仅提升了溅射效率，还可能为材料表面改性等领域带来新的可能性，对于理解和优化磁控溅射过程具有重要意义。" 这段文字详尽地阐述了直流诱导的高功率脉冲非平衡磁控溅射的原理、实验方法、关键参数控制以及其与传统脉冲磁控溅射技术的区别，为深入理解这一领域提供了丰富的信息。