微波等离子体电子回旋共振放电粒子模拟分析

电子回旋共振放电产生的等离子体在微电子工业中材料加工、空间电推进方面有着广泛的应用。为了研究微波等离子体电子回旋共振的放电特性,使电子回旋共振放电产生的等离子体密度和能量转换效率更高,建立了微波等离子体电子回旋共振放电的1D3V模型,描述了带电粒子在外加静磁场、微波场共同作用下的微观运动。结果表明:微波频率为2.45 GHz时,随着静磁场磁感应强度的增加,平均电子能量先持续增大达到峰值,随后又不断地减小,且在0.087 5 T时电子加速效果最明显,结果符合电子的回旋频率公式,验证了该模型的正确性;共振区域内,发现在0.087 5 T磁感应强度下,微波频率为2.45 GHz下拟合的电子速度分布才与微波电场分布趋势相似,说明微波电场推动了电子运动。这为进一步研究微波等离子体放电的粒子模拟-蒙特卡罗碰撞模拟奠定了基础,也为进一步研究微波等离子体源中粒子产生效率及微波等离子体源的物理性质提供了重要参考。     

电子回旋共振加热期间的电子热输运和约束

采用ONETWO软件对在HL-2A托卡马克上电子回旋共振加热的实验进行分析,研究了ECRH加热期间的电子热输运和约束行为.ECRH引起了等离子体的共振区域电子温度上升,电子热输运系数变大.同时共振区域能量的增加使能量约束变坏,约束模式由一般模式(O模)转变为低约束模式(L模),能量约束时间下降.这些结果将对HL-2A中进一步提高安全运行和电子热输运的研究提供参考.     

磁镜场中单电子与其回旋波的捕获共振相互作用

本文分析了单个电子在磁镜场中与电子回旋波之间的回旋捕获共振相互作用现象，并建立了这种共振作用的物理图象；进而分析这种相互作用所导致的等离子体加热现象和反常输运现象，最后对相对论效应的修正也进行了一些探讨．     

等离子体化学气相沉积氮化镓薄膜特性研究

介绍了电子回旋共振低温等离子体化学气相沉积氮化镓薄膜工艺,并以高纯氮气N2和三甲基镓(TMG)为反应气源,在T=450℃条件下,在α-Al2O3(0001)面上低温生长了GaN薄膜。X射线分析显示GaN薄膜的(0002)峰位置为2θ=34.75°,半峰宽为18′。这一结果说明了ECR—PECVD法具有在低温下生长GaN薄膜的优势。     

非局域磁捕获共振现象对回旋激射的影响

讨论磁镜场中弱相对论捕获电子的非局域磁捕获共振现象对回旋激射的影响。在高能电子分量与冷背景等离子体分量相比为一小量的近似下，用解析方法研究了回旋捕获共振所导致的沿磁力线传播的回旋激射，其结果与局域理论比较，发现非局域效应有很强的抑制作用。     

电子回旋共振等离子体特性的数值模拟

以电子作为流体，离子作为粒子这一混合模型，研究了电子回旋共振等离子体微波放电的热现象及离子沿偏离轴向磁力线的输运。结果表明气压对ＥＣＲ等离子体影响很大。     

电子回旋共振等离子体特性的数值模拟

以电子作为流体、离子作为粒子这一混合模型，研究了电子回旋共振（ＥＣＲ）等离子体微波放电的热现象及离子沿偏离轴向磁力线的输运．结果表明气压对ＥＣＲ等离子体影响很大     

Compton散射下激光等离子体与自生磁场对电子的加速

应用电子与多光子集团非线性Compton散射模型,对多光子非线性Compton散射下激光等离子体和自生磁场对电子的加速进行了理论分析和数值模拟.结果表明,不仅由Compton散射光与入射光形成的耦合光以及耦合光与等离子体相互作用形成的自生磁场所构成的混合场能使做回旋共振运动的电子在较短的长度内加速到很高的能量,而且注入电子的初始参数及耦合光的参数对电子加速亦有较大影响.     

HL-2A托卡马克上slide-away放电特征研究

托卡马克装置上等离子体不稳定性会被非麦克斯韦分布的逃逸电子激发。逃逸电子在特定条件下会与不稳定性发生反常多普勒共振,此共振结果将降低逃逸电子的能量,减小对装置造成的危害。本文利用电子回旋辐射(ECE)等诊断系统分析了HL-2A上slide-away放电中反常多普勒共振特征。实验结果表明：slide-away放电模式下ECE信号主要有台阶型、指数型、指数-台阶型和双波型4类波形。统计显示不稳定性阈值与等离子体电流以及磁场强度值无线性关系。反常多普勒不稳定性阈值(ω_pe/ω_ce)统计分布范围约为0.17～0.80,其中最高值分布范围为0.35～0.40。     

电子回旋共振等离子体沉积氮化碳（CN）膜的工艺及XPS研究

电子回旋共振等离子体沉积氮化碳（ＣＮ）膜的工艺及ＸＰＳ研究＊张大忠孙官清刘仲阳陈剑王宣梁学才（原子核科学技术研究所）钟光武（西南物理研究院核聚变研究所）低温低压沉积的硬质材料不仅可用于涂敷热稳定材料以改善其表面特性，而且还可作为薄膜型光、电、磁器件的...     

微波ECR等离子体的传播特性研究

过冷等离子体波的色散关系计算分析得到了不同频率区域回旋波的性质，由此得到高、低两种磁场位形下微波ＥＣＲ等离子体的传播特性，并利用回旋阻尼机制对共振区位移作出了解释     

ECR等离子体气相沉积装置磁场形态的计算

本文介绍了微波电子回旋共振等离子体气相沉积装置的磁场设计原理和计算方法,给出了几种电流强度、线圈间距等主要参量下的磁场形态.     

微波ECR等离子体的传播特性研究

通过冷等离子体波的色散关系计算分析得到了不同频率区域回旋波的性质，由此得到高、低两种磁场位形下微波ＥＣＲ等离子体的传播特性，并利用回旋阻尼机制对共振区位移作出了解释。     

超光速RX模电磁波与磁层电子的二阶共振作用

扩展了现有的一阶波-粒相互作用的相对论模型.计算了一阶特别是二阶共振作用对电子的随机加速趋势:对于二阶回旋共振,RX模能有效地把电子能量从～10keV加速到～MeV的量级,其加速范围可涵盖磁层的大部分区域和波的大传播角.相反,对于一阶回旋共振,RX模对电子的加速效应有限,且局限于小传播角范围,如<10°.这表明:对于非平行RX模,一阶以上高阶回旋共振作用对电子的随机加速起着重要作用.     

等离子体源低能离子注入的等离子体特性诊断

等离子体源低能离子注入的等离子体特性诊断吴桂林雷明凯刘延伟马腾才（大连理工大学三束材料改性国家重点联合实验室１１６０２４）张仲麟（大连理工大学材料工程系１１６０２４）采用ＯＥＳ技术系统地研究了电子回旋共振（ＥＣＲ）微波等离子体源低能氮离子注入的等离子...     

前极靴长度对电子回旋共振离子推进器影响的数值仿真

数值仿真研究电子回旋共振离子推力器放电室的放电过程可以为推力器的优化设计提供指导和帮助。基于COMSOL多物理场仿真软件建立了5 cm口径电子回旋共振(ECR)推力器放电室的二维轴对称模型。通过磁场实际测量值和仿真结果的对比分析,验证了模型的可靠性;并计算发现前极靴长度在7 mm和9 mm之间存在一个最佳特征值。当小于特征值时电子密度最大值、平均电子密度值和等离子体吸收功率均随极靴长度的增大而增大;而当大于特征值时电子密度最大值、平均电子密度值和等离子体吸收功率则随极靴长度的增大而减小。     

电子回旋共振（ECR）等离子体技术在材料科学中的应用

电子回旋共振（ＥＣＲ）微波放电等离子体是当今大规模和超大规模集成电路制作中的高新技术．它具有大面积均匀，高密度，低电位的等离子体，是沉积各种薄膜和刻蚀的重要工具．本文简要评述了ＥＣＲ等离子体在材料科学中进行沉积镀膜和刻蚀的情况，简介了ＥＣＲ等离子体发生器的装置工作原理．     

电子回旋脉塞等离子体的粒子模拟

采用等离子体粒子模拟(PIC)的方法,在理论研究基础上应用电磁模型,鳊写了TE模式的电子回旋脉塞等离子体粒子模拟程序并进行了数值模拟.模拟结果表明由于相对论效应引起角向群聚,从而产生净能量的交换;回旋脉塞主要发生在ω≈ωc的横向区域,注-波互作用的结果使粒子几乎全部将能量耦合给微波.     

等离子体参数诊断及其特性研究

利用朗缪尔探针，诊断了Pw=650W、Im=145A、p=O．1Pa条件下在微波电子回旋共振等离子体增强有机金属化学气相沉积ECR-PEMOCVD装置反应室中ECR等离子体密度和电子温度的空间分布规律并分析了磁场对等离子体分布的影响．上游I区的等离子体受磁场梯度影响、按磁场位形扩散且等离子体分布不均匀；下游Ⅱ区的等离子体具有良好的径向分布均匀性．下游Ⅱ区z=30cm、直径为16cm区域内等离子体密度均匀性达到了96．3％．这种大面积均匀分布的等离子体在等离子体加工工艺中具有广泛的应用。     

ECR波传播与吸收的数值计算

介绍了电子回旋共振（ECR）波的传播与吸收的数值求解方法。通过数学变换,消除积分的奇异性,有效地解决了指数积分数值计算困难,用数值公式解释O－模和X－模的色散关系比用冷等离子体的结果更精确。