Carbon-based thin films deposited on surfaces exposed to a typical capacitively-coupled RF plasma are sources of molecular precursors at the origin of nanoparticle growth. This growth leads to drastic changes of the plasma characteristics. Thus, a precise understanding of the dusty plasma structure and dynamics is required to control the plasma evolution and the nanoparticle growth. Optical diagnostics can reveal some particular features occurring in these kinds of plasmas. High-speed imaging of the plasma glow shows that instabilities induced by nanoparticle growth can be constituted of small brighter plasma regions (plasmoids) that rotate around the electrodes. A single bigger region of enhanced emission is also of particular interest: the void, a main central dust-free region, has very distinct plasma properties than the surrounding dusty region. This particularity is emphasized using optical emission spectroscopy with spatiotemporal resolution. Emission profiles are obtained for the buffer gas and the carbonaceous molecules giving insights on the changes of the electron energy distribution function during dust particle growth. Dense clouds of nanoparticles are shown to be easily formed from two different thin films, one constituted of polymer and the other one created by the plasma decomposition of ethanol.
カーボンベースの薄膜は、典型的な容量結合RFプラズマに曝された表面に堆積され、ナノ粒子成長の起源となる分子前駆体の供給源となる。この成長は、プラズマ特性の drastic な変化をもたらす。したがって、プラズマの進化とナノ粒子成長を制御するためには、ダスティプラズマの構造とダイナミクスの精密な理解が必要である。光学診断は、この種のプラズマで生じるいくつかの特異な特徴を明らかにすることができる。プラズマグローの高速イメージングは、ナノ粒子成長によって誘起される不安定性が、電極周囲を回転する小さな明るいプラズマ領域(プラズモイド)から構成され得ることを示す。また、より大きな発光増強領域も特に興味深い。すなわち、主要な中央のダストフリー領域であるボイドは、周囲のダスト含有領域とは非常に異なるプラズマ特性を有する。この特異性は、時空間分解能を備えた発光分光法を用いて強調される。バッファガスおよび炭素含有分子種について発光プロファイルが取得され、ダスト粒子成長中の電子エネルギー分布関数の変化に関する知見が得られる。ナノ粒子の高密度雲は、2種類の異なる薄膜、すなわちポリマーから構成されるものとエタノールのプラズマ分解によって生成されるものから、容易に形成されることが示される。