等离子体是一种高度激发的、高温下电离气体状态，其中电子和正离子（即原子或分子失去一个或多个电子而带有正电荷）以及自由电子以极高速度运动。这种状态下的等离子体具有类似于固体、液体和气体的某些性质，如导电性、磁性和光学特性等，因此被称为“第四态”。

等离子体预处理几乎适用于所有材料，其适用范围非常广泛。等离子体的渗透作用只会影响被处理物表皮以下1纳米以下的深度，因此不会影响材料的整体性能。等离子体处理方法可以使那些不适宜通过常规方法进行改性的材料，其表面性能变得更易改变。等离子体加工是一种在封闭干燥系统中进行的物理处理技术，其具备较高的可靠性和安全性。相对于化学方法，等离子体加工对化学制品的消耗较少，且不需要使用危险化学品，因此不存在废水和废料处理问题，对环境影响较小，符合生态加工的概念。

O₂等离子体处理玻璃表面镀膜

等离子体中的高速粒子在碰撞材料表面时，会发生物化反应，从而改变材料的表面性能。经过O₂等离子体处理，受到高能量粒子冲击的玻璃材料，它的表面的部分Si-O-Si桥氧键断裂。这一过程产生了大量自由基，并且玻璃表面的裸露的硅氧键与这些自由基发生反应，生成活性官能团Si-OH，提高了玻璃的表面能。通过对玻璃表面进行XPS实验测试，可以研究未经处理和在80W功率、300s时间条件下经O2等离子体处理后玻璃表面基团含量的变化。在玻璃材料中，氧原子的结合形式主要以桥接氧(Si-O-Si)的形式存在，同时也存在于结合能在为530.8eV处的Si-O-Na、Si-O-K、Si-O等玻璃网络外部的形式中。硅羟基区(Si-OH)的结合能峰位置大约在533.2eV处。根据下图1，可以注意到，532.2eV处的峰的强度明显下降，而533.2eV处的峰的强度上升。533.2eV处的峰与532.2eV处的峰的相应面积比从1.02增加到0.72，表明等离子体处理确实增加了玻璃表面上的活性基团的数量。这是因为在等离子体处理时，桥接氧结构(Si-O-Si)被断裂，导致裸露的Si和O悬挂键被羟基化。这使得硅羟基团和非桥氧结构的含量增加，证明了氧等离子体处理后玻璃基片确实能在其表面增加活性基团Si-OH含量。

图1 氧等离子处理玻璃前后的 XPS 谱图 (a) 处理前 ; (b) 处理后

O₂氧等离子体预处理可以使玻璃表面增加活性基团，从而增加化学结合力。在薄膜制备过程中，这种化学结合力可以使复合薄膜与玻璃基板之间的结合更牢固。通常情况下，氧等离子体预处理可以通过在氧气等离子体中将玻璃基板暴露在氧化环境中，使得玻璃表面上的硅氧中心自由基和硅羟基基团增多。这些基团的存在可以与薄膜中的活性基团形成更牢固的化学键，增强薄膜与玻璃基板之间的结合力。