容性耦合射频复杂等离子体中的暗与亮空洞态

我们通过实验证明，容性耦合射频复杂等离子体中的空洞可以存在于两种定性不同的态中。“亮”空洞的特征是与空洞相关的明亮等离子体发射，而“暗”空洞不具有可探测的发射特征。从暗态到亮态的转捩随放电功率的增加而发生，且具有不连续特性。该不连续性表现为空洞尺寸-功率依赖关系中的拐点。我们通过一个简化的时间平均一维流体模型复现了亮空洞（由于离子拖曳与静电力平衡而机械稳定）。为复现暗空洞，我们人为地将径向离子扩散纳入离子连续性方程，这使得空洞边界因极弱的静电力而实现机械稳定。空洞边界处的电场显得如此之小，以至于按照实验观测，不引起任何与空洞相关的发射特征。