Un resplandor de plasma (también resplandor ) es la radiación emitida por un plasma después de que se elimina la fuente de ionización. [1] Los campos electromagnéticos externos que sostenían el resplandor del plasma están ausentes o son insuficientes para mantener la descarga en el resplandor. Un resplandor de plasma puede ser temporal, debido a una fuente de plasma interrumpida (pulsada), o espacial, debido a una fuente de plasma distante. En el resplandor, las especies generadas por plasma se desexcitan y participan en reacciones químicas secundarias que tienden a formar especies estables. Dependiendo de la composición del gas, las colisiones superelásticas pueden continuar manteniendo el plasma en el resplandor durante un tiempo liberando la energía almacenada en los grados de libertad rovibrónicos de los átomos y moléculas del plasma. Especialmente en los gases moleculares, la química del plasma en la luminiscencia residual es significativamente diferente de la del resplandor del plasma. El resplandor de un plasma sigue siendo un plasma y, por lo tanto, conserva la mayoría de las propiedades de un plasma.
Las primeras fotografías publicadas de resplandor de plasma se tomaron en 1953. [2]
La luminosidad de helio, una de las formas de luminosidad más utilizadas, fue descrita por primera vez en 1963 por Arthur L. Schmeltekopf Jr. y HP Broida. [3]
Los primeros estudios de ionización con luminosidad residual comenzaron a principios de la década de 1960 en un esfuerzo por comprender la química de los iones atmosféricos. En ese momento ya se habían realizado estudios de luminiscencia estacionaria, sin embargo, este enfoque estaba limitado por la falta de versatilidad y carecía de coherencia, ya que los estudios realizados antes de 1964 mostraron que las reacciones atmosféricas comunes tenían velocidades de reacción drásticamente diferentes entre los estudios. Luego se utilizó el flujo residual para describir con mayor precisión las constantes de velocidad de las reacciones atmosféricas comunes.
Un plasma remoto se refiere a un plasma que está espacialmente separado de los campos electromagnéticos externos que inician la descarga. Un resplandor es un plasma remoto si el plasma se canaliza lejos de la fuente de plasma original.
Una ventaja que tiene el plasma remoto sobre el plasma temporal es que el plasma remoto se puede utilizar como fuente de plasma continua y, por lo tanto, tiene más aplicaciones en el suministro de iones reactivos para la mayoría de los sistemas.
Los plasmas remotos se utilizan a menudo en el campo de la química analítica cuando se requiere un flujo constante de iones. También se utilizan con mucha frecuencia como método para limpiar sistemas de vacío complejos sin tener que desmontarlos.
Un plasma temporal se refiere a un resplandor de una fuente de plasma que está delineado en el tiempo. La eliminación de la fuente de excitación permite que haya un resplandor en el mismo espacio en el que se excitó el plasma inicial durante un breve período de tiempo.
Una ventaja que tiene el plasma temporal sobre el plasma remoto es que puede estar contenido en un sistema cerrado y, por lo tanto, facilita el control de la temperatura y la presión.
El plasma temporal se utiliza a menudo para replicar reacciones iónicas en condiciones atmosféricas en un entorno controlado.
Un resplandor que fluye es una fuente de iones que se utiliza para crear iones en un flujo de gas inerte, generalmente helio o argón . [4] [5] [6] Las fuentes de iones luminiscentes que fluyen generalmente consisten en una descarga dieléctrica a través de la cual se canalizan los gases para ser excitados y así convertirse en plasma. Las fuentes de iones de flujo residual se pueden acoplar con un tubo de flujo de iones seleccionados para la selección de iones reactivos. [7] Cuando esta fuente de iones se acopla con espectrometría de masas, se la denomina espectrometría de masas con luminosidad residual fluida.
La espectrometría de masas con resplandor residual utiliza un resplandor que fluye para crear grupos de iones de agua protonados en un gas portador de helio o argón en un tubo de flujo que reaccionan con moléculas de muestra que se miden con un espectrómetro de masas aguas abajo. [8] Estos sistemas se pueden utilizar para el análisis de gases traza. Esto funciona manteniendo la fuente de ionización inicial separada espacialmente del analito objetivo y canalizando el resplandor de la ionización inicial hacia el analito. Los analitos se agregan aguas abajo para crear productos iónicos. Iones La detección de iones generalmente se logra usando un espectrómetro de masas o mediante espectroscopía óptica . [9]
El resplandor estacionario (SA) es una técnica para estudiar plasma remoto que consiste en una mezcla gaseosa dentro de una bombilla que se somete a un pulso ionizante. Después de dicho pulso ionizante, se mide la composición iónica de la mezcla en función del tiempo en la pared del bulbo contenedor. [5] Los métodos de luminosidad estacionaria se utilizan a menudo para estudiar reacciones atmosféricas, ya que imitan las condiciones atmosféricas en un entorno controlado.
La persistencia de plasma ha demostrado ser un medio eficaz para limpiar y esterilizar maquinaria y cristalería difíciles de desmontar. [10] [11] La limpieza con plasma utiliza fuentes de plasma remotas para generar un resplandor que se ventila hacia el sistema que se va a limpiar y luego los iones del resplandor reaccionan con los contaminantes. Cuando se utiliza oxígeno como gas portador, las especies de oxígeno ionizado reaccionan con compuestos orgánicos más pesados para formar H 2 O, CO 2 y CO. Estos productos luego se expulsan fácilmente del sistema, eliminando eficazmente los contaminantes orgánicos del sistema. [12] Esto proporciona la ventaja de no tener que desmontar los sistemas y, por lo tanto, ahorra tiempo en el desmontaje y en los sistemas de vacío, ahorra tiempo al cambiar la presión del sistema.
Este método de limpieza por plasma es especialmente eficaz para los métodos de deposición química de vapor donde la limpieza es una parte clave de la productividad. [13]