Plasma gandeng induktif

Plasma gandeng induktif (bahasa Inggris: inductively coupled plasma, ICP) adalah jenis sumber plasma yang energinya didapat dari arus listrik yang dihasilkan oleh induksi elektromagnetik, yaitu, dengan perubahan medan magnet waktu tertentu.^[1]

Gambar 1. Gambar obor ICP untuk analisis

Pengoperasian

Terdapat tiga jenis geometri ICP: planar (Gambar 2 (a)), silinder^[2] (Gambar 2 (b)), dan spiral yang dilengkungkan setengah lingkaran (semi-toroidal, Gambar 2 (c)).^[3]

Gambar 2. Induktor plasma konvensional

Pada geometri planar, elektrode berbentuk panjang dan terbuat dari logam pipih yang dilingkarkan seperti spiral (atau koil). Pada geometri silinder, tampak seperti pegas heliks. Pada geometri semi-toroidal, toroidal solenoid dipotong sesuai diameternya menjadi dua bagian yang sama panjang.

Ketika arus listrik melintasi koil sesuai fungsi waktu, akan menimbulkan medan magnet di sekelilingnya sesuai fungsi waktu pula, yang kemudian akan menginduksi medan listrik azimutal dalam gas umpan. Hal ini memicu formasi trayektori elektron seperti pada Gambar 8,^[3] dan menghasilkan plasma (Lihat Persamaan Hamilton-Jacobi pada medan elektromagnetik). Argon adalah salah satu contoh yang banyak digunakan sebagai gas umpan.

Aplikasi

Temperatur elektron plasma bervariasi antara ~6 000K dan ~10 000K (~6eV - ~100 eV),^[3] sebanding dengan suhu pada permukaan matahari. Keluaran dari ICP relatif memiliki densitas elektron yang tinggi, di level 1015 cm−3. Hasilnya, keluaran ICP memiliki rentang aplikasi yang luas bagi yang memerlukan plasma dengan kerapatan elektron tinggi.

• ICP-AES, jenis spektroskopi emisi atom.
• ICP-MS, jenis spektrometri massa.
• ICP-RIE, jenis reactive-ion etching.
• Mengeksitasi gas mulia ke kondisi metastabil.^[4]

Keuntungan lain dari keluaran ICP adalah kondisinya yang relatif bebas kontaminasi karena elektrodenya berada di luar bejana reaksi. Sebaliknya, capacitively coupled plasma (CCP), sering kali elektrodenya berada di dalam reaktor dan oleh karenanya terekspos plasma dan spesies bahan kimia yang mungkin reaktif.

Lihat juga

• Pulsed inductive thruster
• Induction plasma technology
• Daftar artikel plasma (fisika)
• Capacitively coupled plasma

Referensi

1. A. Montaser and D. W. Golightly, eds. (1992). Inductively Coupled Plasmas in Analytical Atomic Spectrometry. VCH Publishers, Inc., New York,.Pemeliharaan CS1: Teks tambahan: authors list (link)
2. Pascal Chambert and Nicholas Braithwaite (2011). "Physics of Radio-Frequency Plasmas". Cambridge University Press, Cambridge: 219–259. ISBN 978-0521-76300-4.
3. Shun'ko, Evgeny V.; Stevenson, David E.; Belkin, Veniamin S. (2014). "Inductively Coupling Plasma Reactor With Plasma Electron Energy Controllable in the Range From ~6 to ~100 eV". IEEE Transactions on Plasma Science. 42 (3): 774–785. doi:10.1109/TPS.2014.2299954. ISSN 0093-3813.
4. Ben Ohayon, Erik Wahlin and Guy Ron (2015). "Characterization of a metastable neon beam extracted from a commercial RF ion source". 10 (03). Journal of Instrumentation, Cambridge: P03009. doi:10.1088/1748-0221/10/03/P03009.