驱动频率对电容耦合氩放电中亚稳态原子与电子能量分布函数的影响
等离子体物理
2018-07-04 v1
摘要
采用一维粒子网格（particle-in-cell）模拟对驱动频率在13.56 MHz至100 MHz范围内的电容耦合氩等离子体进行模拟。氩化学集可有选择地包含两个亚稳态能级，从而实现多步电离与亚稳态池化。结果表明，当包含亚稳态原子时等离子体密度降低，且在较高激发频率下偏差更大。多步电离对总密度的贡献随激发频率增加而增大。电子温度在计入亚稳态原子后升高，并随激发频率增加而降低。在较低激发频率下，Ar**（3p5 4p, 13.1 eV）的密度高于Ar*（3p5 4s, 11.6 eV），而在较高激发频率下Ar*（3p5 4s, 11.6 eV）为优势亚稳态原子。亚稳态与电子温度分布从低激发频率下的抛物型分布演变为高激发频率下的鞍型分布。在有亚稳态时，电子能量分布函数（EEDF）的形状从低激发频率下的Druyvesteyn型变为高频等离子体激发下的双麦克斯韦型，而在无亚稳态原子时观察到三温度EEDF。
引用
@article{arxiv.1805.00742,
title = {Influence of driving frequency on the metastable atoms and electron energy distribution function in a capacitively coupled argon discharge},
author = {S. Sharma and N. Sirse and M. M. Turner and A. R. Ellingboe},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.00742},
year = {2018}
}