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1、螺旋波等离子体中氩准分子离子能量分布 的计算,房同珍，江南，王龙 中科院物理所， 北京，100080,1. 模型简介,物理和计算模型 稳态电位的构造,结果和对比 结论与讨论,物理模型,离子在一构造的电场中运动 准分子离子在收集极前0-2cm范围内随时间和空间均匀产生。 离子初始速度为麦克斯韦分布 只考虑准分子离子和中性原子的碰撞 : Ar2+ +Ar Ar+ +2Ar,碰撞位置由蒙特卡洛方法决定：,R: 随机数，: 平均自由程。,遭遇碰撞的离子将被舍弃 在每个划定的间隔 x(1m)内作用在离子上的力为常数 离子在最后一个x末的速度用来计算离子能量分布，能量计数间隔E为0.1 eV,计算模型,(
2、1),(2),(3),(4),：射频叠加信号的大小；：射频频率 ：粒子产生时的初相位；t：粒子经过x距离所需的时间。T：离子运行中的某时刻，即t,稳态电位构造,(5),(6),其中, a、b和 c为已知常数，xs为连接点位置，Vs为连接处电位。, Miller等人的测量拟合结果, Fivaz等人的模拟结果,(7),(8),连接处电场相等，可以得到参数d的表达式：,(9),对(5),(6)式求导可得稳态电场的表达式：,(10),方程(7)和(8)在空间上相连接就得到稳态电场E(x)。但由于放电功率，气压等参数不同，等离子体密度也不同，因此鞘层电位也不同，所以引入了调节因子。,被射频信号调制的空间
3、电场分布,构造的稳态电场：xs=1mm, =1,计算结果与实验的对比,外加磁场200G, 放电气压0.5Pa, 射频功率分别为500,1000和1500W的实验和计算结果。其中实线为计算结果。,表中数据为计算中所涉及到的参数的取值。可以看出，和随着功率增加而增加，xs随着功率增加而减小，总体上也是减小的。,参数的物理意义：,：调节射频叠加信号的大小，影响峰宽 ：改变稳态鞘层电位，即离子能量分布的峰值位置。 xs：用于调节鞘层的厚度。 ：平均碰撞自由程。 后两者的变化会改变能量分布曲线的位形。,以1000W为例，当改变时发生明显偏离,当改变时发生明显偏离,当xs变化时发生的偏离,当平均自由程改变时发生的偏离,结论与讨论,离子能量分布峰值位置随功率增加而增加 () 峰宽随着功率增加而变宽 () 被接受的粒子在几个平均自由程内产生(0-2cm) 准分子离子发生碰撞后变成别的种类粒子 根据计算结果的值可以推算一些等离子体参 数：,b. 已知n： Kr+Ar2+Kr+2Ar， = 3.7510-14 cm-2,= 3.3310-14 cm-2 n=7.51013 cm-3,a. 已知n 放电气压：0.5 Pa n=1.21014 cm-3 可推得：=2.110-14 cm-2,谢谢！,
