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《大连理工大学》 2007年
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射频电容耦合等离子体的流体动力学/Monte-Carlo混合模型数值模拟

王懿翎  
【摘要】: 针对导体极板,本文以氩气为研究对象,建立了一个自洽的等离子体流体动力学模型,研究了射频电容耦合等离子体的输运特性。该物理模型包括电子和离子的连续性方程、电子的能量方程以及泊松方程。通过求得的自洽电场,应用蒙特卡罗(Monte-Carlo)方法,模拟了碰撞效应下轰击到极板上离子的能量分布和角度分布。 在一维情形下,给出了电子密度和离子密度时空分布、电场时空分布、电势时空分布、电子流和离子流的时空分布。在二维情形下,给出了电子密度和离子密度空间分布、电场空间分布、电势空间分布、电子流和离子流的空间分布。比较发现,二维情形下离子密度的空间分布不再呈对称分布。 在进一步研究中,在考虑碰撞效应情况下,比较了不同初始条件对极板上离子能量分布和角度分布的影响。随着气压的增大,能峰变低能量变小而角度分布变大。而随着驱动电压的变大,能峰变低能量变大而角度分布变小。对于二维模型,同时记录了极板不同位置的离子轰击数,发现由于径向电场的存在,对离子的运动方向产生径向的偏移。与一维情形不同的是,能量分布在高能峰的右边出现第三峰,整体呈三峰分布,并且随着位置离中心轴越远第三峰越明显;极板上的离子角度分布随着位置离中心轴越远而增大,对应于能量分布的第三峰,角度分布也出现了一个小的波峰,依然是随着位置离中心轴越远,波峰效果越明显。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O53

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