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文檔簡介
1、氬氣容性耦合直流輝光放電,是一個(gè)十分復(fù)雜的物理化學(xué)過程,它被應(yīng)用于電子元器件制造、功能性薄膜材料沉積、材料表面微造型等各個(gè)領(lǐng)域。放電時(shí)各等離子體參量受放電條件的制約,并且相互作用,相互影響。研究這些放電時(shí)各參數(shù)的分布情況,以及各放電參數(shù)的相互作用關(guān)系對(duì)研究氬氣放電有非常重要的意義。
目前比較流行的研究氬氣放電過程的模擬程序模塊化比較嚴(yán)重,其內(nèi)部數(shù)學(xué)模型多不夠透明。因此為了能夠?qū)崿F(xiàn)限定條件下氬氣放電過程的仿真研究,本文致力于自編
2、程序的建立。
為了達(dá)到上述目的,本文從描述等離子體放電過程的基本動(dòng)力學(xué)方程,即玻爾茲曼方程出發(fā)。介紹了等離子體放電理論的研究進(jìn)展,并對(duì)近來非常流行的等離子放電數(shù)學(xué)模型PIC(Particle-In-cell)/MCC(Monte Carlo Collisions)的建立過程進(jìn)行了詳細(xì)分析。并根據(jù)此數(shù)學(xué)模型,基于矩陣計(jì)算軟件MATLAB對(duì)等離子放電過程進(jìn)行建模分析。
最終實(shí)現(xiàn)對(duì)氬氣直流放電過程一維及二維模擬研究,并對(duì)結(jié)
3、果進(jìn)行了對(duì)比分析。研究了不同放電壓強(qiáng)下,等離子體穩(wěn)定放電時(shí)電子密度和放電開始時(shí)間的變化規(guī)律。認(rèn)為1200 V電壓時(shí),穩(wěn)定放電時(shí)電子密度隨著壓力的增高呈近直線增長;放電開始時(shí)間隨著壓力的增高而緩慢減小。并用一維和二維模擬結(jié)果解釋了低氣壓直流氬氣放電過程中,電子密度分布隨時(shí)間步長的變化趨勢;分析了陰極鞘層、穩(wěn)定等離子體的形成過程。并在二維仿真條件下,模擬得到電子及離子的速度相空間的分布規(guī)律和電子溫度在二維空間內(nèi)的分布情況,找到了在仿真條件下
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