低压射频放电中的高压纳秒脉冲
等离子体物理
2013-06-17 v1
摘要
实验研究了高压（3-17 kV）、20 ns 脉冲对弱电离低压（0.1-10 Pa）电容耦合射频（RF）氩等离子体的影响。脉冲后的等离子体演化表现出两个特征阶段：亮闪阶段，发生在脉冲后 100 ns 内（此时放光发射强度比稳态水平高出 2-3 个数量级）；以及暗相阶段，持续数百 （此时放电发射强度显著低于稳态水平）。电子密度在亮闪阶段增加，并在暗相阶段保持非常高。1D3V 粒子模拟（particle-in-cell simulations）定性地重现了这两个阶段，并允许对潜在机制进行详细分析。研究发现，高压纳秒脉冲能够将大部分等离子体电子移出放电间隙，而亮闪是由静止体离子电场中加速的残余电子激发气体原子所致。在此阶段，由真空紫外辐射引起的电极二次发射起着重要作用。亮闪期间产生的高密度等离子体提供了对维持稳态等离子体的 RF 场的有效屏蔽。这导致电子冷却，从而引发暗相阶段。
引用
@article{arxiv.1302.6408,
title = {High-voltage nanosecond pulses in a low-pressure radiofrequency discharge},
author = {Mikhail Pustylnik and Lujing Hou and Alexei Ivlev and Leonid Vasilyak and Lenaic Couëdel and Hubertus Thomas and Gregor Morfill and Vladimir Fortov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.6408},
year = {2013}
}