Электродный СВЧ-разряд пониженного давления: : Физико-химические характеристики

• Автор: Мокеев, Михаил Викторович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 193 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

§ 1. Электродный СВЧ разряд пониженного давления

§ 2. Инициированный СВЧ разряд. Пространственные

структуры свободнолокализованного СВЧ разряда

§ 3. Двойные электрические слои

§ 4. Системы похожей геометрии

Основные выводы и постановка задачи

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

§ 1. Схема экспериментальной установки
§ 2. Зондовые измерения
§ 3. Спектрально-оптические измерения
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ. АНАЛИЗ.
§ 1. Феноменология разряда
§ 2. Влияние формы электрода на структуру разряда
§ 3. Интегральные оптические измерения
§ 4. Спектральные измерения в водородном разряде
§ 5. Метод определения напряженности электрического поля и концентрации электронов в плазме водородного разряда по
относительным интенсивностям спектральных линий
§ 6. Пространственное распределение напряженности электрического поля и концентрации электронов в водородном
разряде
§ 7. Зондовые измерения
§ 8. Эксперименты с пылью
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ. СРАВНЕНИЕ С
МОДЕЛЬЮ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ЛИТЕРАТУРА ПО ЭЛЕКТРОДНОМУ СВЧ РАЗРЯДУ
Рисунки, схемы и таблицы приводятся в конце каждого параграфа.

ВВЕДЕНИЕ
Термин «СВЧ-плазма» объединяет плазменные образования, полученные в различных СВЧ устройствах (СВЧ-разряды). В настоящее время разработаны многочисленные СВЧ устройства для получения плазмы и свойства последней оказываются зависящими от способа ее получения. Такие устройства определяют, в частности, связь внешних параметров (давление, мощность, частота) с внутренними параметрами плазмы (средние энергии частиц, функции распределения по энергиям, концентрации и т. д.). Поэтому при анализе такой плазмы целесообразно рассматривать СВЧ-разряд-систему, представляющую плазму в конкретном газоразрядном устройстве.
СВЧ-разрядами обычно называют разряды, создаваемые с помощью электромагнитных волн с частотой, превышающей 300 МГц.
СВЧ-разряды заняли прочное место в ряду других генераторов плазмы. Интерес к этой области науки и технологии обусловил и проведение специализированных периодических научных совещаний, посвященных проблемам СВЧ плазмы. Эти международные совещания “Strong Microwaves in Plasmas” (проводится раз в три года в ИПФ РАН) и “Microwave Discharges. Fundamentals and Applications” (проводится раз в три года попеременно в России и за рубежом). Труды этих совещаний содержат исчерпывающую информацию о СВЧ-разрядах и СВЧ-плазме. На их основании составлены обзорные работы [1-3].
Основным элементом СВЧ-разряда является устройство (аппликатор), позволяющее вводить электромагнитную энергию в разрядный объем. Этот узел определяет структуру электромагнитного

5 3. ДВОЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЛОИ
1. Граничные слои плазмы являются составной частью электрических разрядов в газах [36]. Хорошо, например, известна определяющая роль катодных частей в поддержании тлеющего разряда [37]. Слои объемного заряда, возникающие вблизи стенок, ограничивающих разряд, при сужении разрядного канала (рис. 1.10, [38]), могут существовать в виде страт. Наиболее характерной особенностью граничных слоев плазмы является наличие пространственного заряда - образование на границе плазмы слоя, где нарушена квазинейтральность. Объемный пространственный заряд обладает нелинейной проводимостью, поэтому возникновение слоя может приводить к аномальному изменению проводимости разряда, возникновению электронных и ионных пучков, колебаний и разрыву тока.
Структура слоя пространственного заряда при контакте плазмы с неэммитирующим электродом при отрицательном его потенциале V относительно плазмы схематически представляется в виде трех областей. Непосредственно к электроду примыкает область пространственного заряда, в котором концентрация ионов превышает концентрацию электронов. Концентрация ионов в слое уменьшается с ростом потенциала, протяженность области зависит от потенциала V. Ширина области пространственного заряда меньше длины свободного пробега иона, следовательно, в слое столкновений нет. За слоем следует область квазинейтральности плазмы (предслой), где есть градиенты концентрации и электрическое поле определенной величины. Далее расположена область квазинейтральности и слабого поля, движение частиц в котором описывается с помощью обычных значений коэффициентов диффузии и подвижности.