橫向磁場中氬氣射頻容性耦合等離子體的二維PIC-MCC模擬研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在等離子體放電中,外加磁場有著廣泛的應(yīng)用。對于外加磁場對等離子體產(chǎn)生的影響,相關(guān)研究已經(jīng)開展多年,但是仍然有許多問題有待研究。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,數(shù)值模擬方法已經(jīng)成為獨立于實驗過程的一種研究方法。其中流體模擬和PIC/MCC(Particle-in-cell/Monte Carlo Collision)模擬是常用的兩種手段。而相對于流體模型,PIC/MCC模型完全基于動理學(xué)方法,對于全局域、非平衡問題能夠給予較為全面的分析。然而由于計算量

2、大,是制約其發(fā)展的主要原因,目前對于二維PIC/MCC的數(shù)值模擬很少展開,然而很多物理過程需要二維甚至二維以上的物理模型。因此高維研究的展開不僅對于物理問題的研究具有重要意義,而且對于相關(guān)工業(yè)設(shè)備的設(shè)計和優(yōu)化同樣具有指導(dǎo)意義。
  在第一章中,我們將簡要的給出等離子體的一般性質(zhì)及重要參數(shù);對于二維靜電PIC/MCC模型中使用的方法,我們在第二章中給出了詳細的描述;而在第三章中,本文主要采用了二維PIC-MCC模型,對矩形腔室中,外

3、加橫向磁場,低氣壓氬氣容性耦合放電的影響進行了較為細致的數(shù)值分析。分別就隨機加熱機制和歐姆加熱機制對于等離子體的影響進行了研究和討論,并結(jié)合流場分布給出了鞘層中較為細致的物理過程。
  在低氣壓射頻容性耦合放電中,典型的隨機加熱過程使得電子能量分布呈現(xiàn)出雙溫分布。在引入外加橫向磁場的放電中,我們主要就電子能量和密度分布隨磁場大小變化的演化過程進行了模擬,給出了外加磁場對于放電的影響。數(shù)值實驗過程中,我們發(fā)現(xiàn)引入外加磁場,能夠增強鞘

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