Автореферат (1102519), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Показано, что при одной и той же мощности ВЧ генераторазависимость концентрации и эффективной температуры электронов в областискин-слоя от давления является немонотонной. Концентрация электроновмаксимальна, а эффективная температура электронов минимальна вдиапазоне давлений 0.01 – 0.1 Тор. Области максимума концентрацииэлектронов соответствуют областям наибольшего вложения мощности черезиндуктивный канал и достигаются при условии близости рабочей частоты ичастоты столкновений электронов с атомами.
В области больших давленийпроисходят самосогласованное уменьшение концентрации электронов, ростактивного сопротивления плазмы, увеличение емкостной составляющейразряда и потока энергии, выносимой ионами на стенки. При условияхпреобладания индуктивной составляющей разряда понижение концентрацииэлектронов в области больших давлений происходит за счет роста потерьэнергии на излучение по сравнению с затратами на ионизацию.2.
Экспериментально показано, что частота столкновений электронов с атомамив диапазоне 3•106 – 3•107с-1 однозначно определяет эквивалентноесопротивление плазмы, которое при фиксированной плотности электронов независит от рода инертного газа. При частотах столкновений более 1•108с-1значительный вклад в эквивалентное сопротивление вносит емкостнаясоставляющая разряда, влияние которой зависит от рода инертного газа.Наибольший вклад при одной и той же частоте столкновения наблюдается втяжелых инертных газах.3.
Рост мощности ВЧ генератора приводит к увеличению концентрацииэлектронов, понижению активного сопротивления плазмы, усилениюиндуктивной составляющей разряда и уменьшению эффективной температурыэлектронов. При падении эффективной температуры до величин, близких к211эВ, в аргоне и криптоне вследствие эффекта Рамзауэра уменьшается частотаупругих столкновений электронов с атомами, растут длина свободного пробегаи длина релаксации энергии электронов. Так, при мощностях ВЧ генератораболее 300 Вт в диапазоне давлений 0.01 – 0.2 Тор частота упругихстолкновений электронов с атомами в разряде в газах, где проявляетсяэффект Рамзауэра, становится ниже, чем в гелии.4. Основнымвнешнимпараметром,влияющимнапространственноераспределение концентрации и эффективной температуры электронов,является давление нейтрального газа, от которого зависит соотношениемежду геометрическим размером источника плазмы, длиной свободногопробега и длиной релаксации энергии электронов.
При давлениях, непревышающих 10 мТор, функции распределения электронов по энергиям,полученные зондовым методом, являются неравновесными. Данные,полученные с помощью стандартной спектральной диагностики определенияэффективной температуры электронов по отношению интенсивностейспектральных линий, указывают на присутствие в области скин-слоявысокоэнергетичныхэлектронов.Предположениеосуществованиивысокоэнергетичных электронов в индуктивном ВЧ разряде подтвержденорезультатами численного моделирования, которые показали, что при низкихдавлениях под действием азимутальных ВЧ полей в области скин-слояформируетсянаправленноеазимутальноеосцилляторноедвижениеэлектронов.
При давлении 0.2 Тор, когда длина релаксации энергииэлектронов становится сравнимой с толщиной скин-слоя, в центральной частиразряда эффективная температура электронов становится ниже, чем напериферии. Наиболее однородное радиальное распределение ионного токанасыщения удается получить при давлении аргона порядка 0.1 Тор.Максимальная область однородности плазмы, полученная в настоящихэкспериментах, составляет величину порядка 20 см.5. При наложении внешнего магнитного поля экспериментально былиобнаруженыобластирезонансногопоглощенияВЧмощности,соответствующие условиям резонансного возбуждения связанных междусобой геликонов и косых ленгмюровских волн.
В области резонансовэффективная температура электронов в центральных областях источникаплазмы выше, чем на периферии. Вне области резонанса эффективнаятемпература выше вблизи стенок. Численное моделирование показывает, чтов области резонанса ВЧ поля проникают вглубь плазмы и приводят к нагревуэлектронов в центральных областях разряда. Максимальная областьоднородности плазмы получена при давлениях аргона 0.1 – 4 мТор исоставляет величину порядка 30 см.Список публикаций по теме диссертации1. Вавилин К.В., Гоморев М.А., Кралькина Е.А., Неклюдова П.А., Павлов В.Б.,Чжао Ч.
Изучение закономерностей энерговклада в гибридный ВЧ разряднизкого давления. // Вестник Казанского технологического университета. —2011. — Т. 14. — №13. — C. 7–11.2. Вавилин К.В., Гоморев М.А., Кралькина Е.А., Неклюдова П.А., Павлов В.Б.,Чжао Ч. Влияние внешних параметров на особенности высокочастотного22гибридного разряда низкого давления. // Вестник МГУ. Серия 3. ФИЗИКА.АСТРОНОМИЯ. — 2012.
— №1. C. 97–100.3. Вавилин К.В., Гоморев М.А., Кралькина Е.А., Неклюдова П.А., Павлов В.Б.,Чжао Ч. Экспериментальное изучение параметров плазмы гибридного ВЧразряда низкого давления. // Вестник МГУ. Серия 3. ФИЗИКА. АСТРОНОМИЯ.— 2012. — №1. — C. 101–105.4. Александров А.Ф., Вавилин К.В., Кралькина Е.А., Неклюдова П.А., Павлов В.Б.Исследование параметров плазмы индуктивного ВЧ источника плазмыдиаметром 46 см. Часть I. Параметры плазмы в области скин-слоя //Прикладная физика.
— 2013. — № 5. — C. 34–37.5. Александров А.Ф., Вавилин К.В., Кралькина Е.А., Неклюдова П.А., Павлов В.Б.,Тараканов В.П. Математическое моделирование индуктивного ВЧ разряданизкого давления с помощью программы KARAT // Прикладная физика. —2013. — № 5. — C.
38 –41.6. Кралькина Е.А., Неклюдова П.А., Павлов В.Б., Вавилин К.В., Тараканов В.П.Радиальная неоднородность параметров плазмы в индуктивном ВЧ разряденизкого давления // Вестник МГУ. Серия 3. ФИЗИКА. АСТРОНОМИЯ. — 2014.— №1. — C.79–83.7. Кралькина Е.А., Неклюдова П.А., Павлов В.Б. , Вавилин К.В. Влияние эффектаРамзауэра на частоту упругих столкновений в плазме индуктивного ВЧразряда в инертных газах // Вестник МГУ. Серия 3.
ФИЗИКА. АСТРОНОМИЯ.— 2014. — №1. — C. 84–87.8. Александров А.Ф., Вавилин К.В., Кралькина Е.А., Неклюдова П.А., Павлов В.Б.Исследование параметров плазмы индуктивного ВЧ источника плазмыдиаметром 46 см. Часть II. Математическое моделирование параметровплазмы индуктивного и гибридного ВЧ-разрядов // Прикладная физика. —2014. — № 1. — С. 9–11.9. Вавилин К.В., Гоморев М.А., Кралькина Е.А., Неклюдова П.А., Павлов В.Б.,Петров А.К., Турковская А.В., Чжао Ч. Закономерности энерговклада виндуктивный ВЧ разряд при переходе от нелокального к локальному режимугорения. // XXXVIII международная (Звенигородская) конференция по физикеплазмы и УТС. Сборник материалов конференции. — Звенигород, 2011. —C.353.10. Вавилин К.В., Гоморев М.А., Кралькина Е.А., Неклюдова П.А., Павлов В.Б.Изучение закономерностей энерговклада в индуктивный ВЧ разряд припереходе от нелокального к локальному режиму ввода ВЧ мощности //Международная конференция "Физика высокочастотных разрядов" (ICPRFD2011).
Сборник материалов конференции. — Казань, 2011. — C. 166–168.11. Вавилин К.В., Гоморев М.А., Кралькина Е.А., Неклюдова П.А., Павлов В.Б.,Чжао Ч. Сравнение параметров индуктивного и гибридного ВЧ разрядов //XXXIX Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы иУТС. Сборник материалов конференции. — Звенигород, 2012. — C.239.12.
Вавилин К.В., Кралькина Е.А., Неклюдова П.А., Павлов В.Б., Тараканов В.П.Параметры плазмы индуктивного ВЧ реактора диаметром 46см // 11-ая23международная конференция «Авиация и космонавтика - 2012». Сборникматериалов конференции. — Москва, 2012. — C. 206–207.13. Александров А.Ф., Вавилин К.В., Кралькина Е.А., Неклюдова П.А., Павлов В.Б.,Тараканов В.П. Математическое моделирование индуктивного ВЧ разряданизкого давления с помощью программы KARAT // XL Международная(Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС. Сборник материаловконференции. — Звенигород, 2013. — C. 254.14. Александров А.Ф., Вавилин К.В., Козлов Г.П., Кралькина Е.А., Неклюдова П.А.,Никонов А.М., Павлов В.Б.
Экспериментальное исследование параметровплазмы ВЧ индуктивного источника плазмы диаметром 46 см // XLМеждународная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС.Сборник материалов конференции. — Звенигород, 2013. — C. 255.15. Alexandrov A.F., Kralkina E.A., Nekhludova P.A., Pavlov V.B., Petrov A.K.,Rukhadze A.A., Vavilin K.V. Plasma parameters & RF power coupling mechanism tothe low pressure RF inductive discharge // 4th Workshop on RadiofrequencyDischarges.
Book of abstract. — La Presqu'île de Giens France, 2013. — P. 23.16. Alexandrov A.F., Vavilin K.V., Kralkina E.A., Pavlov V.B., Savinov V.P., RukhadzeA.A., Nekhludova P.A., Petrov A.K., Zhao Ch. Low Pressure RF hybrid discharge //4th Workshop on Radiofrequency Discharges. Book of abstract. — La Presqu'île deGiens France, 2013. — P.22.17. Кралькина Е.А., Неклюдова П.А., Павлов В.Б. Радиальная неоднородностьпараметров плазмы в индуктивном ВЧ разряде низкого давления//ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ – 2013.
СЕКЦИЯ ФИЗИКИ. Сборник тезисовдокладов. — Москва, 2013. — C. 45–48.18. Кралькина Е.А., Неклюдова П.А. , Павлов В.Б. Влияние эффекта Рамзауэра начастоту упругих столкновений в плазме индуктивного разряда в инертных газах// ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ – 2013. СЕКЦИЯ ФИЗИКИ. Сборник тезисовдокладов.
— Москва, 2013. — C. 48–51.19. Козлов Г.П., Неклюдова П.А., Никонов А.М. Параметры плазмы ВЧиндуктивного источника диаметром 46 см // V Всероссийская молодежнаяконференция по фундаментальным и инновационным вопросам современнойфизики. — Сборник трудов. Москва, 2013. — C. 173.20. Козлов Г.П., Неклюдова П.А., Никонов А.М. Факторы, влияющие напространственное распределение параметров плазмы ВЧ индуктивногоразряда // V Всероссийская молодежная конференция по фундаментальным иинновационным вопросам современной физики. Сборник трудов. — Москва,2013.
— C.174.24.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
