射频放电中尘埃团簇周围的等离子体流及其电荷分布

我们采用粒子网格蒙特卡洛碰撞/粒子-粒子粒子-网格(PIC-MCC/PPPM)模拟来研究低压射频氩放电鞘层中的三维尘埃团簇周围的等离子体流及其电荷分布。团簇的几何形状及其在鞘层中的位置固定为实验值，从而禁止团簇的力学响应。然而，在电学上，团簇与等离子体环境（同样模拟实验情形）是自洽耦合的。我们发现颗粒所收集到的电荷具有宽泛的分布。离子通量在德拜长度尺度上，由于离子受到带负电颗粒的吸引，在团簇内外表现出强烈的聚焦与阴影效应；而电子通量在该尺度上仅以其大小依赖于射频相位的微弱空间调制为特征。然而，在单个尘埃势的尺度上，电子通量在团簇附近严重偏离与等离子体鞘层相关的层流，它发展出对流模式以补偿尘埃团簇内部电子的耗尽。