在之前的文章中，對射頻大氣壓輝光放電已經(jīng)有所介紹，那么，如果在射頻放電中，將放電的間隙進一步縮小到微等離子體尺度內(nèi)，即為1mm左右，乃至到了幾百微米的量級，射頻微等離子體又會出現(xiàn)哪一些新的特點呢？接下來我們與大家共同探討。

如下圖所示，是在相同的電流下，射頻微等離子體鞘層區(qū)與等離子體區(qū)的分布比例。在給定電流密度0.06A/cm²，當(dāng)放電間隙逐漸增加，實驗與計算均表明鞘層開始逐漸增加，而當(dāng)極板間隙增加超過500μm后，鞘層厚度幾乎保持在215μm不變。而對于等離子體區(qū)的厚度，其從100μm到900μm一直在單調(diào)增加。

通過上圖我們可知，當(dāng)放電間隙小于500μm時，放電等離子體由傳統(tǒng)的輝光放電結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為一種鞘層主導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，即鞘層成為放電空間的主要部分。同時，數(shù)值模擬還表明，在鞘層主導(dǎo)的放電結(jié)構(gòu)中，整個放電空間失去了電中性，呈現(xiàn)為電正性，如下圖所示。

如果想在射頻微等離子中繼續(xù)獲得正常的輝光結(jié)構(gòu)，保證放電間隙內(nèi)的電中性，提高放電頻率是一種可行的方法。下圖給出了在不同頻率下兩個周期電子密度的時空分布。圖中顯示，當(dāng)頻率為13.56MHz時，只有在電極附近才有大量的電子，其密度近似3.06×1011cm-3。

而當(dāng)頻率增加到27.12MHz時，產(chǎn)生的3.15×1011cm-3的電子密度在極板間隨著外加電壓的改變來回振蕩，從一個極板到另一個極板，幾乎占據(jù)了整個間隙。隨著頻率進一步增加到54.24MHz，在放電間隙產(chǎn)生的高密度電子，形成一個穩(wěn)定的中性等離子體區(qū)。這些數(shù)據(jù)表明，隨著頻率的增加，放電結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，傳統(tǒng)的輝光結(jié)構(gòu)也可以出現(xiàn)。