气压对微束射频容性放电模式调制的研究

微束射频容性放电在纳米晶体颗粒等离子体增强气相合成有着潜在的应用前景.本论文利用ICCD、单反相机、高压探头和电流探头等对微束射频容性放电特性进行了实验诊断研究.结果发现:在纯氩气微束射频放电中,随着气压的增加,放电从辉光放电模式向多通道丝状放电模式转换;在99%氩/1%氢混合气体微束射频放电中,丝状放电模式消失,而是从低气压全空间分布的辉光放电模式,到中等气压向轴心收缩的辉光放电模式,最后到高气压的“环状”辉光放电模式;而在纯氢气微束射频放电中,随着气压的增加,放电模式直接从全空间分布的辉光放电模式向“环状”辉光放电模式转换.最后通过射频电场中电子加热、趋肤效应和气体热传导的共同作用解释了产生不同放电模式的物理机制.     

RF electric field penetration and power deposition into nonequilibrium planar-type inductively coupled plasmas

The RF electric field penetration and the power deposition into planar-type inductively coupled plasmas in low-pressure discharges have been studied by means of a self-consistent model which consists of Maxwell equations combined with the kinetic equation of electrons. The Maxwell equations are solved based on the expansion of the Fourier--Bessel series for determining the RF electric field. Numerical results show the influence of a non-Maxwellian electron energy distribution on the RF electric field penetration and the power deposition for different coil currents. Moreover, the two-dimensional spatial profiles of RF electric field and power density are also shown for different numbers of RF coil turns.     

快速C60离子团在固体中的库仑爆炸过程Ⅰ——球壳层模型

研究了快速C₆₀离子团在固体中穿行时的库仑爆炸过程.假定离子团中离子之间位置矢量的取向是随机的,并且采用球壳模型描述C₆₀离子团的结构.借助于线性介电响应理论和等离子-极点近似介电函数,推导出C₆₀离子团自能的解析表达式.通过数值求解描述离子团半径变化的运动方程,可以发现自能中的“尾效应”可以降低C₆₀离子团的库仑爆炸速度,甚至可以稳定C₆₀离子团的结构. 关键词： 离子团 库仑爆炸 球壳模型     

射频等离子体鞘层动力学模型

在流体力学方程的基础上建立了一种自洽的无碰撞射频等离子体鞘层动力学模型.这种自洽性包含两个方面:一方面,由于考虑了瞬时鞘层电场对离子运动的影响,因此该模型适用于描述任意频率段的射频鞘层演化过程;另一方面,在模型中采用等效电路方法来自洽地确定极板上的瞬时电位与瞬时鞘层厚度之间的关系.采用数值方法模拟出鞘层的瞬时厚度及极板的瞬时电位变化、鞘层内离子密度和电场强度等物理量的时空变化.结果表明,当射频场的频率小于或等于离子等离子体频率时,离子流密度明显地随时间变化 关键词： 射频 离子 鞘层 流体力学     

氢离子在固体表面掠角散射与能量损失的数值模拟

利用介电响应理论和镜像反射模型对氢离子在固体表面掠角散射和能量损失进行了数值模拟．离子在表面散射时同时受到表面上原子的库仑排斥作用和表面电子气的动力学相互作用,后者是表面电子受运动的正离子扰动所产生,用线性介电响应理论来确定．在高速和低速情况下,分别采用仅与频率有关的局域介电函数和局域场修正介电函数来确定表面电子气产生的动力学相互作用力．计算结果与实验结果作了比较．发现入射速度很低时能量损失随入射角度变化不太明显,而当速度很高时能量损失随入射角度的变大而有所增加. 关键词：     

射频电感性耦合等离子体调谐基片自偏压特性

采用调节射频电感性耦合等离子体中基片电极与地之间的外部电路阻抗的方法,控制基片电极的射频自偏压。研究了调谐基片自偏压随外部调谐电容值的变化特征,得到了调谐基片射频自偏压随射频放电功率、气压的变化曲线。在一定放电参数区域内,调谐基片射频自偏压随调谐电容的变化曲线呈现跳变、双稳、迟滞现象。     

强流脉冲离子束辐照对金属玻璃Zr_(53)Al_(23.5)Cu_(5.9)Co_(17.6)结构和性能的影响北大核心CSCD

利用强流脉冲离子束(High Intensity Pulsed Ion Beam,HIPIB)模拟核聚变装置中的瞬态高热负荷环境,离子束成分为C^(n+)(70%)和H^+(30%)、加速电压为250 k V,研究金属玻璃Zr_(53)Al_(23.5)Cu_(5.9)Co_(17.6)和金属W在不同参数的HIPIB辐照下结构和性能的变化规律以及损伤行为。XRD显示辐照后金属玻璃均保持非晶相为主要结构,金属W中有应力产生。SEM观察在辐照次数为3和10次时金属玻璃和金属W表面都没有明显的辐照损伤现象;当辐照次数增加到100和300次后,金属玻璃表面出现了花瓣状形貌和小球,金属W表面则出现了裂纹。纳米压痕仪测量辐照后金属玻璃的表面纳米硬度随辐照次数的增加逐渐降低。Zr基金属玻璃具有较好的耐辐照性能,对HIPIB辐照时产生强的热应力的缓冲能力比金属W好。     

碰撞对非对称射频鞘层特性的影响

对于大多数活性射频等离子体刻蚀工艺，由于放电室中两个电极的面积不等，使得两个电极附近的等离子体鞘层是非对称性的.考虑离子与中性粒子的碰撞效应，建立了一种描述这种非对称射频鞘层动力学特性的自洽动力学模型.数值结果显示碰撞效应对极板上的瞬时电压降、瞬时电子鞘层厚度、鞘层内的离子密度和动能的空间分布以及两个极板上电压之差等物理量的影响. 关键词： 射频鞘层 非对称电极 碰撞效应 离子     

Coulomb Explosion and Energy Loss of Energetic C20 Clusters in Dense Plasmas

The molecular dynamics （MD） method is used to simulate the interactions of energetic C20 clusters with the dense plasma targets within the framework of the linear Vlasov-Poisson theory. The influences of various clusters （H2, N2, C20 and C60 respectively） on stopping power are discussed. The simulation results show that the vicinage effects in the Coulomb explosion dynamics and the stopping power are strongly affected by the variations in the cluster speed and the plasma parameters. Coulomb explosions are found to proceed faster for higher speeds, lower plasma densities and higher electron temperatures. In addition, the cluster stopping power is strongly enhanced in the early stages of Coulomb explosions due to the vicinage effect, but this enhancement eventually diminishes, after the cluster constituent ions are sufficiently separated. For the large and heavy clusters, the stopping power ratio reaches much higher values in the early stage of Coulomb explosion owing to the constructive interferences in the vicinage effect.     

Secondary-Electron Emission Effects in Plasma Immersion Ion Implantation with Dielectric Substrates

Using a dynamic sheath model,we have studied the secondary-electron emission effects at one-dimensional planar dielectric surface in plasma immersion ion implantation.The temporal evolution of the sheath thickness,the surface potential of dielectric,and the ions dose accumulated on the dielectric surface are obtained.The numerical results demonstrate that the charging effects are greatly enhanced by the secondary electron emission effects,so the sheath thickness becomes thinner,the surface potential of dielectric decreases fast and the ions dose accumulated on the dielectric surface significantly increases.