نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری، دانشکده مهندسی برق الکترونیک، دانشگاه صنعتی سهند تبریز، تبریز، ایران.

2 عضو هیات علمی دانشگاه آزاد واحد ارس

چکیده

پلاسمای جفت شده القایی چکیده (ICP) به طور گسترده در کاربردهایی مانند پردازش مواد و ساخت ادوات میکروالکترونیک استفاده می شود. با این حال، خواص الکترومغناطیسی آنها به طور کامل بررسی نشده است. بنابراین، ما شبیه‌سازی‌های المان محدود (2 بعدی)، وابسته به زمان را در این پژوهش انجام دادیم. نمودارهای میدان مغناطیسی، چگالی الکترون، و دما را برای گاز آرگون با اعمال توان متغیر 750 وات، 950 وات، 1100 وات و 1200وات انجام داده‌ایم. در یک مطالعه مقایسه ای، اثر تغییر توان ورودی بر پارامترهای پلاسما بررسی شد و نتایج مربوطه نشان داده شد. نشان داده شد که با افزایش توان، چگالی الکترون و دما در محفظه کار افزایش می یابد. در ادامه، با توان ثابت 1200 وات به عنوان یک توان بهینه شده، تأثیر جابجایی موقعیت سیم پیچها و کاهش ضخامت لایه دی الکتریک بر شار میدان مغناطیسی، چگالی الکترون و دما بررسی شد و نشان دادیم که با تغییر مکان سیم پیچها، شار میدان مغناطیسی، چگالی الکترون و دمای راکتور تغییری نمی کند.اما با کاهش ضخامت لایه دی الکتریک شار میدان مغناطیسی، چگالی الکترون، و دما به مقدار ناچیزی کاهش می یابد.

کلیدواژه‌ها

[1] S. C. Wilschefski and M. R. Baxter, Inductively coupled plasma mass spectrometry: introduction to analytical aspects, The Clinical Biochemist Reviews, 40, 115, 2019.
[2] M. Pan, Y. Zang, X. Zhou, Y. Lu, J. Xiong, H. Li, L. Feng, Inductively coupled plasma mass spectrometry for metrometallomics: The study of quantitative metalloproteins, At. Spectrosc, 42, 262-270, 2021.
[3] M. Isupov, A. Fedoseev, G. Sukhinin, and I. Ulanov, Experimental and theoretical study of a low-frequency inductive discharge of the transformer type, Thermophysics and Aeromechanics, 21, 5, 651-662, 2014.
[4] H.-S. Park, Study of slag content and properties after plasma melting of incineration ash, Thermophysics and Aeromechanics, 18, 313-321, 2011.
[5] J. Chen, R. Wang, M. Ma, L. Gao, B. Zhao, and M. Xu, Laser ablation–inductively coupled plasma–mass spectrometry (LA-ICP-MS)–based strategies applied for the analysis of metal-binding protein in biological samples: an update on recent advances, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 414, 7023-7033, 2022.
[6] A. O. Brezmes and C. Breitkopf, Fast and reliable simulations of argon inductively coupled plasma using COMSOL, Vacuum, 116, 65-72, 2015.
[7] M. V. e. Isupov and I. y. M. Ulanov, Analysis of the parameters of plasma of an inductively coupled discharge in neon, High temperature, 43, 169-176, 2005.
[8] K. Flores et al., Environmental applications and recent innovations in single particle inductively coupled plasma mass spectrometry (SP-ICP-MS), Applied Spectroscopy Reviews, 56, 1-26, 2021.
[9] B. Michalke, Review about Powerful Combinations of Advanced and Hyphenated Sample Introduction Techniques with Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS) for Elucidating Trace Element Species in Pathologic Conditions on a Molecular Level, International Journal of Molecular Sciences, 23, 6109, 2022.
[10] M. V. e. Isupov, A. V. Fedoseev, G. I. Sukhinin, and I. y. M. Ulanov, An investigation of electrophysical and thermophysical characteristics of low-frequency low-pressure inductive discharge of transformation type, High temperature, 53, 179-187, 2015.
[11] S. R. Khan, B. Sharma, P. A. Chawla, and R. Bhatia, Inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES): a powerful analytical technique for elemental analysis, Food Analytical Methods, 1-23, 2022.
[12] Y. Zhang and Y. Shi, Intracellular potassium ion measurements by inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES), in The Inflammasome: Methods and Protocols: Springer, 2022, pp. 85-92.
[13] F. L. da Silva, F.E. Lima, D.M.A. Neto, F.L. de Menezes, L.M. Fechine, A. Akhdhar, L.P. Ribeiro, A.R. Nogueira, P.B. Fechine, G.S. Lopes,  Magnetic solid phase extraction as a nonchromatographic method for the quantification of ultratrace inorganic arsenic in rice by inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP OES), Food Chemistry, 135461, 2023.
[14] J. M. Meyers, B. Stunkel, I. Ballou, A. Morin, J. Schindler, D. Fletcher, D. Oropeza,, Characterization of LaB6 Emitters in an Inductively Coupled Plasma Facility for Electron Transpiration Cooling Applications, in AIAA AVIATION 2022 Forum, 2022, p. 3579.
[15] J. Han, P. Pribyl, W. Gekelman, A. Paterson, S.J. Lanham, C. Qu, M.J. Kushner, Three-dimensional measurements of plasma parameters in an inductively coupled plasma processing chamber, Physics of Plasmas, 26, 10, 103503, 2019.
[16] N. Yu, R. Jourdain, M. Gourma, F. Xu, A. Bennett, and F. Fang, Power dissipation of an inductively coupled plasma torch under E mode dominated regime, Micromachines, 12, 834, 2021.
[17] H. S. Yang, D. R. LaFrance, and Y. Hao, Elemental testing using inductively coupled plasma mass spectrometry in clinical laboratories: an ACLPS critical review, American Journal of Clinical Pathology, 156, 167-175, 2021.
[18] K. Jinno, Practice and application of microcolumn LC with inductively coupled plasma atomic emission spectrometric detection, in Microbore Column Chromatography: CRC Press, 2020, pp. 175-210.
[19] B. Lu and Q. Feng, Numerical simulation of thermochemically non-equilibrium inductively coupled plasmas under different operating parameters, Physics of Plasmas, vol. 25, no. 9, p. 093510, 2018.
[20] H. H. Marza and T. H. Khalaf, The Effect of Power on Inductively Coupled Plasma Parameters, Iraqi Journal of Physics, 20, 98-108, 2022.
[21] J. Sun, Y.-Q. Liu, Y. Zheng, J. Shi, Y. Li, Y. Zhao, X. Zhang, H. Cai, X. Zhu, X. Sun,Local pressure calibration method of inductively coupled plasma generator based on laser Thomson scattering measurement, Scientific Reports, 12, 4655, 2022.
[22] A. Shahbazian, M. Salem, and M. Ghoranneviss, Simulation by comsol of effects of probe on inductively coupled argon plasma, Brazilian Journal of Physics, 51, 351-360, 2021.
[23] F. Lei, X. Li, D. Liu, Y. Liu, and S. Zhang, Simulation study of an inductively coupled plasma discharge with different copper coil designs and gas compositions, AIP Advances, 9, 085228, 2019.
[24] E. Poorreza and N. Dadashzadeh Gargari, Study of the Time Dependence and One Dimentional Simulation of a Dielectric Barrier Discharge Reactor Driven by Sinusoidal High-Frequency Voltage, Russian Journal of Physical Chemistry B, 17, 3, 631-645, 2023/06/01 2023, doi: 10.1134/S1990793123030107.
[25] E. Poorreza and N. Dadashzadeh Gargari, Modeling and Simulation of a Microwave-Assisted Plasma with Different Input Power for Plasma-Based Applications, Russian Journal of Physical Chemistry B, 17, 719-724, 2023/06/01 2023, doi: 10.1134/S1990793123030235.