随着等离子体科学研究的不断深化、发展,等离子体技术被应用于非常广泛的领域,特别是在集成电路制造、材料处理等方面,等离子体技术具有特别的优势,也是不可或缺的,而等离子体源是推动等离子体技术发展的关键因素。相比较其他类型的源,表面波等离子体源能够很好的满足等离子体处理所需要的高密度、空间均匀、高活性化及处理灵活的特点,目前表面波等离子体源的研究以平面型结构为主,而圆柱型介质波导结构的表面波等离子体源方面的研究鲜有报道,圆柱型表面波等离子体源能产生长柱形的高密度等离子体,因而对于一些特殊形状(圆筒状内壁或者轴对称器件的内壁)的等离子体处理具有独特的优势。本文的主要工作是基于圆柱形介质波导的工作原理,搭建了一套新型圆柱型表面波等离子体发生装置,同时制作了用于该等离子体源诊断的探针系统。其具体创新性内容如下：(1)使用圆柱形石英棒作为介质波导,沿棒的轴向激发长柱形位形的等离子体,证实了该结构的等离子体源在圆筒形内壁处理所具备的优势。当微波净入射功率为450W时可在圆柱形介质棒表面产生45cm长的等离子体,介质棒表面处的等离子体密度为3x1011cm-3。(2)基于圆柱形介质波导的传输理论,对圆柱形介质波导的导波模式进行了分析,并对这种等离子体源的参数随功率增加而变化的过程进行了解释。利用静电探针测量该结构表面波等离子体的分布趋势,结果显示在径向上的电子密度基本呈现线性减小而电子温度有指数减小的趋势；当压强由20Pa变为40Pa时,由于压强变大导致电子扩散减弱,在径向上电子密度增加而电子温度减小。此外,还研究了不同相对介电常数的介质棒对等离子体电子密度的影响,当圆柱形介质波导表面产生纯表面波等离子体时,相对介电常数越大的介质棒所激发的表面波等离子体的电子密度越大。(3)首次在圆柱形介质棒表面处观察到肉眼可见的表面等离子体激元(surface plasmon polariton,SPP)现象。根据高密度等离子体和金属在与电磁波相互作用时表现出相似的特性,提出当等离子体密度达到一定条件时可以在介质棒与等离子体之间的界面上激发SPP,根据SPP理论,计算出了特氟龙棒激发SPP时所对应的等离子体密度阈值为2.37×1011cm-3。通过调节放电功率使介质棒表面处的等离子体密度大于SPP对应的等离子体密度阈值,观察在不同放电功率下介质棒表面处所形成的等离子体发光条纹,放电条纹所反映的波长随等离子体密度的变化趋势与理论SPP波长的变化趋势基本一致。本论文的另一项主要研究内容是通过等离子体浸没离子注入(Plasma Ion Immersion Implantation, PⅢ)技术对氧化铟锡(Indium Tin Oxide, ITO)薄膜Ⅰ进行表面改性,围绕ITO表面处理提高功函数及其机理解释这一主题,深入系统地研究了PⅢ处理对TO薄膜的表面性能的影响。具体如下：通过自行设计搭建了一套普适性强的PⅢ系统,首次使用了氧PⅢ技术对商用ITO薄膜进行了表面处理,分别研究了偏压大小、处理时间和脉冲宽度对ITO表面性能的影响,获得了最优化实验参数。将氧PⅢ表面改性后的ITO薄膜和超声预处理、氧等离子体处理的样品进行了表征对比。结果表明：氧PⅢ技术能在不明显影响ITO薄膜的结晶取向、表面电阻、透过率和表面形貌的前提下,有效地清除其表面污染,增加氧含量,大幅提高ITO的表面功函数。通过观测到的氧PⅢ极大地提高了ITO薄膜的表面功函数,提出了表面氧化处理ITO后功函数升高的理论解释。即ITO通过吸附处理氛围中的氧并占据其体系中的氧空位使其浓度降低,降低了ITO中的载流子浓度,导致费米能级降低,从而功函数增加。这种解释对实验发现的氧PⅢ更有效地提高ITO表面功函数能进行合理的解释。