отзыв оппонента Арсенина (1102517)
Текст из файла
отзыв о диссертационной работе Неклюдовой Полины Алексеевны «Влияние внешних условий на физические процессы и параметры плазмы индуктивного ВЧ разряда», представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математнческих наук (специальность 01.04.03 — физика плазмы). Диссертационная работа Неклюдовой Полины Алексеевны посвящена актуальной задаче — экспериментальному исследованию индуктивного и гибридного высокочастотных (ВЧ) разрядов в инертных газах в широком диапазоне давлений. Экспериментальное исследование индуктивного ВЧ разряда сопровождается результатами математического моделирования. В работе определено влияние давления„моп1ности и частоты генератора, а также индукции внешнего магнитного поля на величины и пространственное расцределение концентрации плазмы, эффективной температуры электронов и эквивалентного сопротивления плазмы для индуктивного и гибридного ВЧ разрядов.
Кроме того, в диссертации выполнен анализ влияния емкостной составляющей и рода инертного газа (гелий, неон, аргон и криптон) на эффективность поглошения ВЧ мощности плазмой индуктивного ВЧ разряда. Представленные в диссертации результаты моделирования хорошо согласуются с полученными экспериментальными данными. Необходимо отметить, что до публикации представленных в диссертации результатов отсутствовали какие-либо работы с детальным анализом рассматриваемой задачи в столь широком диапазоне рабочих параметров, несмотря на то, что этот вопрос играет критичную роль для разработки н оптимизации маломощных источников низкотемпературной плазмы низкого давления, находящих широкое применение в плазменных технологиях, а также представляет большой интерес для разработки ВЧ электрореактивных двигателей.
В диссертации содержится достаточно подробный обзор литературы, посвященный современной физике обычного высокочастотного индуктивного разряда (в том числе рассматривается вопрос о роли емкостной составляющей в поддержании разряда) и разряда во внешнем магнитном поле, допускающем возбуждение геликоновых и косых ленгмюровских волн, Рассмотрен диапазон давлений от 0,1 до 1000 мторр. В заключении обзора сформулированы задачи диссертационной работы. Кратко они могут быть сформулированы следующим образом: 1) изучение на основании экспериментальных исследований и численного моделирования влияния давления н рода газа, мощности ВЧ генератора, рабочей частоты, величины индукции внешнего магнитного поля, емкостной составляющей разряда на пространственное распределение и величину параметров плазмы, закономерности энерговклада в плазму ВЧ индуктивного источника плазмы; 2) выделение основных внешних параметров и механизмов, влияющих на величину н пространственное распределение параметров плазмы, а также энерговклад в плазму ВЧ индуктивного источника плазмы.
Далее в диссертации (глава 2) дано подробное описание экспериментальных установок, методики измерений и численных расчетов. Отмечено, что все экспериментальные исследования выполнены на базе двух цилиндрических газ аразрядных камер (диаметр 46 и 15 см). Для возбуждения и поддержания высокочастотного индукционного разряда использовались боковая и торцевая спиральные антенны из медной трубки с водяным охлаждением диаметром 3 и 5 мм, соответственно, Емкостная связь усиливалась (при неизменной индуктивной связи между антенной и плазмой) посредством размещения на поверхности газоразрядной камеры обкладок конденсатора. Использовались ВЧ генераторы па частотах 2, 4 и 13,56 МГц с возможностью регулировки мощности в диапазоне 0 — 1000 Вт (при этом в исследованиях мощность не превьппала 500 Вт).
Экспериментальные исследования проводились при использовании различных газов; аргон, гелий, неон и криптон (давление которых менялось в диапазоне 0,1 — 1000 мТорр). В численных экспериментах в ряде случаев рассматривается ксенон. Магнитное поле в ряде случаев изменялось в диапазоне 0 — 60 Гс. Рассмотрены схемы экспериментов. Приводится детальное описание методики измерений величины ВЧ мощности, поглощаемой плазмой. Указаны возможные источники и приведены оценки погрешности измерений.
Подробно рассмотрены схемы диагностики плазмы. В работе использовались зондовые и спектральные методики, Эта глава диссертации убедительно показывает, что полученные автором экспериментальные результаты надежны, поскольку все основные характеристики используемых методик тщательно контролировались. Третья глава диссертации посвящена экспериментальному изучению влияния внешних условий (под которыми в данном разделе понимается давление рабочего газа, мощность и частота генератора) на параметры плазмы ВЧ индуктивного разряда в привязке к конкретному типу технологического источника плазмы.
Основное внимание уделено изучению закономерностей изменения параметров плазмы вблизи стенок источшгка плазмы. Представлены результаты измерений энергетического распределения электронов, концентрации и эффективной температуры электронов в близи скин-слоя, а также результаты измерений эквивалентного сопротивления плазмы. Вместе с экспериментами в этой главе диссертации выполнены модельные расчеты на основании теоретических соотношений, полученных в работе 1Вавилин К.В.
и др., Физика плазмы, 30, 739 (2004)]. Модельные расчеты позволили, в частности, проанализировать влияние емкостной составляющей на величину эквивалентного сопротивления. Анализ результатов расчетов и полученных экспериментальных данных позволил сделать однозначный вывод о том, что наличие емкостной составляющей разряда приводит к уменьшению плотности плазмы и увеличению эффективной температуры электронов.
В целом результаты демонстрируют существенную зависимость концентрации и эффективной температуры электронов от рода и давления рабочего газа, мощности ВЧ генератора и его частоты„а также наличия емкостной составляющей разряда. В четвертой главе диссертации представлены уникальные результаты по изучению влияния внешних параметров разряда (давление рабочего газа — аргон, мощность и частота ВЧ источника) на пространственное распределение концентрации и эффективной температуры электронов.
Результаты экспериментальных исследований сопоставлены с результатами моделировании на основе Р1С-метода. При этом нсобходимо отметить, что применительно к конкретным технологическим источникам плазмы такое моделирование, по всей видимости, выполнено впервые. Ранее известные работы [например, Н. Та1сеЫа, К.. ХапЬи, 1БЕЕ Тгапз. Р1азша Яс(. 34, 973 (2006) и У, Та)сао, Х.
КпзаЬа, К. Ег18псЫ, К. Опо, Я. Арр1. РЬуз. 108, 093309 (2010)1 продемонстрировали саму возможность моделирования ВЧ индуктивных разрядов данным методом. В качестве основного результата можно выделить следующий результат, определено, что ключевым фактором, влияющим на пространственное распределение плазмы, является давление рабочего газа (однородное распределение получено при давлении аргоиа около 0,1 Торр). В пятой главе выполнено изучение влияния внешнего магнитного поля на параметры плазмы индуктивного ВЧ разряда, т.е. эффективность вложения ВЧ мощности в плазму, пространственное распределение ионного тока насьпцения и пространственное распределение концентрации и эффективной температуры электронов.
Результаты измерений сравниваются с расчетами, полученными на основе соотношений 1Александров А.Ф. и др., Физика плазмы, 30, 434 (2004)1. Продемонстрировано, что изменение величины внешнего магнитного поля позволяет управлять пространственным распределением и величинами эффективной температуры и концентрации электронов. В заключении диссертации сформулированы основные результаты и выводы. Приводится список цитируемой литературы и список публикаций по теме диссертации. По теме диссертации имеется 8 публикаций в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук.
Основные выводы диссертации обсуждались на российских и международных научных конференциях (12 доклюв). К недостаткам работы следует отнести некоторые неточности в оформлении диссертации. Логически непоследовательная нумерация ссылок на цитируемые источники привела к появлению в диссертации ссылок, например, такого нида «16, 12, 34, 72, 86, 88, 97]»и «137, 39,41,42, 98, 115, 131, 1321»-стр. 39, «14,30, 36,38,43,47,99 — 1131»- стр. 41, что затруднило работу с анализом цитируемой литературы. При этом в автореферате вообще отсутствуют ссылки на какие-либо источники литературы, что без знакомства с диссертацией может вызывать вопросы по ряду сделанных выводов, Имеются неточности в описании и оформлении рисунков, например, на рис, 2.3 представлены размеры элементов разрядной камеры, но отсутствует их описание, на рис.
2.17 не указаны область занятая плазмой и расположение диэлектрических стенок, разрешение рис. 4.37 не позволяет проанализировать представленные расчетные данные по пространственному распределению плотности плазмы прн различных давлениях аргона. Из недостатков по существу работы считаю нужным отметить следующее. Результаты численного моделирования физических процессов в индуктивном ВЧ разряде заявлены в диссертации в качестве одного нз положений выносимого па защиту, при этом в диссертации в части результатов моделирования Р1С методом (раздел 4.4) представлены результаты только для одного типа газа (аргон) и виде двух предложений сделано заключение для неона и ксенона, тогда как в диссертации в целом проводится детальный анализ для гелия, неона, аргона и криптона.
Кроме того, в диссертации не обосновывается выбор вычислительноемкого Р1С-метода для моделирования индуктивного ВЧ разряда. Основные результаты работы, вывщ~ы и рекомендации отражены в автореферате. Диссертация отвечает требованияь4 Положения о порядке присуждения ученых степеней, ее автор Неклтодова Полина Алексеевна, безусловно, заслуживает присуждения ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.08— физика плазмы. Ведущий научный сотрудник канд. физ.-мат. наук А.В. Арсении Подпись заверяю. Ученый секретарь Ученого со О~ Ю.И. Скалько 2014 г. Отмеченные выше недостатки, безусловно, ни в чем не умаляют важных и достоверных результатов, полученных в диссертационной работе.
Диссертация представляет собой законченную работу, выполненную на высоком научном уровне. Представленные в работе результаты достоверны, выводы и рекомендации обоснованы. Диссертационная работа содержит достаточное количество исходных данных, имеет пояснения, рисунки, графики, расчеты; написана ясным языком, четко структурирована и аккуратно оформлена. Приятно отметить, что основные содержательные главы диссертации содеря1ат заключение, обобщающее представленные в них результаты. По работе в целом также имеются содержательные выводы.
.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
