Un resplandor de plasma (también resplandor ) es la radiación emitida desde un plasma después de que se retira la fuente de ionización. [1] Los campos electromagnéticos externos que sostuvieron 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 sosteniendo el plasma en el resplandor durante un tiempo al liberar 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 el resplandor es significativamente diferente 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 del resplandor del plasma se tomaron en 1953. [2]
El resplandor del helio, una de las formas de resplandor más comúnmente utilizadas, fue descrito por primera vez en 1963 por Arthur L. Schmeltekopf Jr. y HP Broida. [3]
Los primeros estudios de ionización por resplandor continuo comenzaron a principios de los años 1960 en un esfuerzo por comprender la química de los iones atmosféricos. En ese momento, ya se habían realizado estudios de resplandor continuo estacionario, pero este enfoque estaba limitado por la falta de versatilidad y faltaba consistencia, ya que los estudios realizados antes de 1964 mostraban que las reacciones atmosféricas comunes tenían velocidades de reacción drásticamente diferentes entre los estudios. El resplandor continuo se utilizó entonces para describir con mayor precisión las constantes de velocidad de las reacciones atmosféricas comunes.
Un plasma remoto se refiere a un plasma que está separado espacialmente 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 una 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 residual de una fuente de plasma que está delimitado en el tiempo. Al eliminar la fuente de excitación, se puede producir un resplandor residual en el mismo espacio en el que se excitó el plasma inicial durante un breve período.
Una ventaja que tiene el plasma temporal sobre el plasma remoto es que puede estar contenido en un sistema cerrado y así controlar la temperatura y la presión es más fácil.
El plasma temporal se utiliza a menudo para replicar reacciones iónicas en condiciones atmosféricas en un entorno controlado.
Un resplandor fluido es una fuente de iones que se utiliza para crear iones en un flujo de gas inerte, típicamente helio o argón . [4] [5] [6] Las fuentes de iones de resplandor fluido suelen consistir en una descarga dieléctrica a través de la cual se canalizan los gases para excitarlos y, así, convertirlos en plasma. Las fuentes de iones de resplandor fluido 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 la espectrometría de masas, se denomina espectrometría de masas de resplandor fluido.
La espectrometría de masas con resplandor en flujo utiliza un resplandor en flujo para crear 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 mediante 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 utilizando un espectrómetro de masas o por espectroscopia óptica . [9]
La postluminiscencia estacionaria (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, la composición iónica de la mezcla se mide en función del tiempo en la pared de la bombilla que la contiene. [5] Los métodos de postluminiscencia estacionaria se utilizan a menudo para estudiar reacciones atmosféricas, ya que imitan las condiciones atmosféricas en un entorno controlado.
Se ha demostrado que el resplandor del plasma es 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 en 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 ventilan 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 cambiando 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]