Mass analysis was carried out on neutral species in the downstream region of Ar/CH4 plasmas. The ionization of the neutral species by Li+ attachment, which can inhibit the fragmentation accompanied by ionization in most cases, successfully led to the observation of high-mass neutral hydrocarbons containing up to twenty-seven carbon atoms. Pure Ar and Ar/H2 plasmas were also used to investigate the influence of sputtering of an amorphous hydrocarbon (a-C:H) film deposited during the generation of the Ar/CH4 plasmas. In addition, time dependence of intensity in several neutral species accompanied by the growth of the a-C:H film and its CH4 partial pressure dependence were observed for the first time. On the basis of the present experimental results, the desorption of high-mass neutral molecules from the film to the gas phase is concluded.

1.
J.-M.
Liu
,
W.-T.
Juan
,
J.-W.
Hsu
,
Z.-H.
Huang
, and
L.
I
,
Plasma Phys. Control. Fusion
41
,
A47
(
1999
).
2.
Ch.
Hollenstein
,
Plasma Phys. Control. Fusion
42
,
R93
(
2000
).
3.
Y.
Watanabe
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
39
,
R329
(
2006
).
4.
J.
Berndt
,
E.
Kovačević
,
I.
Stefanović
,
O.
Stepanović
,
S. H.
Hong
,
L.
Boufendi
, and
J.
Winter
,
Contrib. Plasma Phys.
49
,
107
(
2009
).
5.
F.
Verheest
,
Plasma Phys. Control. Fusion
41
,
A445
(
1999
).
6.
K.
Ostrikov
,
Rev. Mod. Phys.
77
,
489
(
2005
).
7.
H.
Hahn
and
R.
Averback
,
J. Appl. Phys.
67
,
1113
(
1990
).
8.
T.
Kakeya
,
K.
Koga
,
M.
Shiratani
,
Y.
Watanabe
, and
M.
Kondo
,
Thin Solid Films
506–607
,
288
(
2006
).
9.
K.
Furuya
,
Y.
Hirowatari
,
T.
Ishioka
, and
A.
Harata
,
Chem. Lett.
36
,
1088
(
2007
).
10.
D. A.
Jefferson
,
Phil. Trans. Royal Soc. London A
358
,
2683
(
2000
).
11.
N.
Collings
and
B. R.
Graskow
,
Phil. Trans. Royal Soc. London A
358
,
2611
(
2000
).
12.
13.
R. K.
Janev
, in
Atomic and Molecular Processes in Fusion Edge Plasmas
, edited by
R. K.
Janev
(
Plenum
,
New York
,
1995
), p.
1
.
14.
J.
Winter
,
Phys. Plasmas
7
,
3862
(
2000
).
15.
M.
Rubel
,
M.
Cecconello
,
J. A.
Malmberg
,
G.
Sergienko
,
W.
Biel
,
J. R.
Drake
,
A.
Hedqvist
,
A.
Huber
, and
V.
Philipps
,
Nucl. Fusion
41
,
1087
(
2001
).
16.
N.
Ohno
,
Y.
Kobayashi
,
T.
Sugimoto
, and
S.
Takamura
,
J. Nucl. Mater.
337–339
,
35
(
2005
).
17.
G.
Smolinsky
and
M. J.
Vasile
,
Int. J. Mass Spectrom. Ion Phys.
16
,
137
(
1975
).
18.
M. J.
Vasile
and
G.
Smolinsky
,
Int. J. Mass Spectrom. Ion Phys.
18
,
179
(
1975
).
19.
R. N.
Rudolph
and
J. H.
Moore
,
Plasma Chem. Plasma Process.
10
,
451
(
1990
).
20.
C.
Hollenstein
,
W.
Schwarzenbach
,
A. A.
Howling
,
C.
Courteille
,
J.-L.
Dorier
, and
L.
Sansonnens
,
J. Vac. Sci. Technol. A
14
,
535
(
1996
).
21.
C.
Deschenaux
,
A.
Affolter
,
D.
Magni
,
C.
Hollenstein
, and
P.
Fayet
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
32
,
1876
(
1999
).
22.
H. T.
Do
,
G.
Thieme
,
M.
Fröhlich
,
H.
Kersten
, and
R.
Hippler
,
Contrib. Plasma Phys.
45
,
378
(
2005
).
23.
J.
Benedikt
,
A.
Consoli
,
M.
Schulze
, and
A.
von Keudell
,
J. Phys. Chem. A
111
,
10453
(
2007
).
24.
K.
De Bleecker
,
A.
Bogaerts
, and
W.
Goedheer
,
Phys. Rev. E
73
,
026405
(
2006
).
25.
M.
Mao
,
J.
Benedikt
,
A.
Consoli
, and
A.
Bogaerts
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
41
,
225201
(
2008
).
26.
T.
Nagai
,
Z.
Feng
,
A.
Kono
, and
F.
Shoji
,
Phys. Plasmas
15
,
050702
(
2008
).
27.
D. A.
Ariskin
,
I. V.
Schweigert
,
A. L.
Alexandrov
,
A.
Bogaerts
, and
F. M.
Peeters
,
J. Appl. Phys.
105
,
063305
(
2009
).
28.
Y.
Shiokawa
,
M.
Nakamura
,
H.
Maruyama
,
Y.
Hirano
,
Y.
Taneda
,
M.
Inoue
, and
T.
Fujii
,
Bunseki Kagaku
53
,
475
(
2004
) [in Japanese].
29.
H.
Okumura
,
K.
Furuya
, and
A.
Harata
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
42
,
065205
(
2009
).
30.
M.
Sabidó
,
J. M.
Lucas
,
J.
de Andrés
,
J.
Sogas
,
M.
Albertí
,
A.
Aguilar
,
D.
Bassi
,
D.
Ascenzi
,
P.
Franceschi
,
P.
Tosi
, and
F.
Pirani
,
Chem. Phys. Lett.
442
,
28
(
2007
).
31.
J. M.
Lucas
,
J.
de Andrés
,
E.
López
,
M.
Albertí
,
J. M.
Bofill
,
D.
Bassi
,
D.
Ascenzi
,
P.
Tosi
, and
A.
Aguilar
,
J. Phys. Chem. A
113
,
14766
(
2009
).
32.
J. M.
Lucas
,
J.
de Andrés
,
J.
Sogas
,
M.
Albertí
,
J. M.
Bofill
,
D.
Bassi
,
D.
Ascenzi
,
P.
Tosi
, and
A.
Aguilar
,
J. Chem. Phys.
131
,
024306
(
2009
).
33.
J. M.
Lucas
,
J.
de Andrés
,
M.
Albertí
,
J. M.
Bofill
,
D.
Bassi
, and
A.
Aguilar
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
12
,
13646
(
2010
).
34.
P. C.
Selvin
and
T.
Fujii
,
Rev. Sci. Instrum.
72
,
2248
(
2001
).
35.
M.
Nakamura
,
Y.
Hirano
,
Y.
Shiokawa
,
M.
Takayanagi
, and
M.
Nakata
,
J. Vac. Sci. Tech. A
24
,
385
(
2006
).
36.
K.
Furuya
,
S.
Yukita
,
H.
Okumura
, and
A.
Harata
,
Chem. Lett.
34
,
224
(
2005
).
37.
K.
Furuya
,
A.
Ide
,
H.
Okumura
, and
A.
Harata
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
11
,
934
(
2009
).
38.
K.
Furuya
,
S.
Yukita
, and
A.
Harata
,
Jpn. J. Appl. Phys.
45
,
5219
(
2006
).
39.
I.
Watanabe
and
T.
Okumura
,
Jpn. J. Appl. Phys.
25
,
1851
(
1986
).
40.
A. E.
Gorodetsky
,
R. K.
Zalavutdinov
,
I. I.
Arkhipov
,
V. K.
Alimov
,
A. P.
Zakharov
,
S. P.
Vnukov
,
V. L.
Bukhovets
, and
I. G.
Varshavskaya
,
J. Nucl. Mater.
313–316
,
460
(
2003
).
41.
M. J.
Frisch
,
G. W.
Trucks
,
H. B.
Schlegel
,
G. E.
Scuseria
,
M. A.
Robb
,
J. R.
Cheeseman
,
J. A.
Montgomery
, Jr.
,
T.
Vreven
,
K. N.
Kudin
,
J. C.
Burant
,
J. M.
Millam
,
S. S.
Iyengar
,
J.
Tomasi
,
V.
Barone
,
B.
Mennucci
,
M.
Cossi
,
G.
Scalmani
,
N.
Rega
,
G. A.
Petersson
,
H.
Nakatsuji
,
M.
Hada
,
M.
Ehara
,
K.
Toyota
,
R.
Fukuda
,
J.
Hasegawa
,
M.
Ishida
,
T.
Nakajima
,
Y.
Honda
,
O.
Kitao
,
H.
Nakai
,
M.
Klene
,
X.
Li
,
J. E.
Knox
,
H. P.
Hratchian
,
J. B.
Cross
,
V.
Bakken
,
C.
Adamo
,
J.
Jaramillo
,
R.
Gomperts
,
R. E.
Stratmann
,
O.
Yazyev
,
A. J.
Austin
,
R.
Cammi
,
C.
Pomelli
,
J. W.
Ochterski
,
P. Y.
Ayala
,
K.
Morokuma
,
G. A.
Voth
,
P.
Salvador
,
J. J.
Dannenberg
,
V. G.
Zakrzewski
,
S.
Dapprich
,
A. D.
Daniels
,
M. C.
Strain
,
O.
Farkas
,
D. K.
Malick
,
A. D.
Rabuck
,
K.
Raghavachari
,
J. B.
Foresman
,
J. V.
Ortiz
,
Q.
Cui
,
A. G.
Baboul
,
S.
Clifford
,
J.
Cioslowski
,
B. B.
Stefanov
,
G.
Liu
,
A.
Liashenko
,
P.
Piskorz
,
I.
Komaromi
,
R. L.
Martin
,
D. J.
Fox
,
T.
Keith
,
M. A.
Al-Laham
,
C. Y.
Peng
,
A.
Nanayakkara
,
M.
Challacombe
,
P. M. W.
Gill
,
B.
Johnson
,
W.
Chen
,
M. W.
Wong
,
C.
Gonzalez
, and
J. A.
Pople
,
Gaussian 03 (Revision E. 01)
(
Gaussian, Inc.
,
Wallingford CT
,
2004
).
42.
C. W.
Bauschlicher
, Jr.
and
H.
Partridge
,
J. Chem. Phys.
103
,
1788
(
1995
).
43.
J. W.
Ochterski
,
Thermochemistry in Gaussian, in White Papers and Technical Notes
(
The Official Gaussian Website
,
2000
).
44.
T.
Fujii
and
K.
Shouji
,
J. Appl. Phys.
74
,
3009
(
1993
).
45.
K. M.
Ervin
and
P. B.
Armentrout
,
J. Chem. Phys.
83
,
166
(
1985
).
46.
M.
Tsuji
,
H.
Kouno
,
K.
Matsumura
,
T.
Funatsu
,
Y.
Nishimura
,
H.
Obase
,
H.
Kugishima
, and
K.
Yoshida
,
J. Chem. Phys.
98
,
2011
(
1993
).
47.
P.
Tosi
,
D.
Cappelletti
,
O.
Dmitriev
,
S.
Giordani
,
D.
Bassi
,
D. R.
Latimer
, and
M. A.
Smith
,
J. Phys. Chem.
99
,
15538
(
1995
).
48.
M. A.
Lieberman
and
A. J.
Lichtenberg
,
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing
, 2nd ed. (
Wiley-Interscience
,
New Jersey
,
2005
), p.
290
.
49.
R. L.
Woodin
and
J. L.
Beauchamp
,
J. Am. Chem. Soc.
100
,
501
(
1978
).
50.
J.
Amicangero
and
P.
Armentrout
,
J. Phys. Chem. A
104
,
11420
(
2000
).
51.
E.
Vietzke
,
K.
Flaskamp
,
V.
Philipps
,
G.
Esser
,
P.
Wienhold
, and
J.
Winter
,
J. Nucl. Mater.
145–147
,
443
(
1987
), and references therein.
52.
E.
Salonen
,
K.
Nordlund
,
J.
Keinonen
, and
C. H.
Wu
,
Phys. Rev. B
63
,
195415
(
2001
).
53.
E. D.
de Rooij
,
U.
von Toussaint
,
A. W.
Keyn
, and
W. J.
Goedheer
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
11
,
9823
(
2009
).
54.
J.
Hong
,
S.
Lee
,
C.
Cardinaud
, and
G.
Turban
,
J. Non-Cryst. Solids
265
,
125
(
2000
).
You do not currently have access to this content.