双极电场对电容耦合射频等离子体中电子加热的影响
等离子体物理
2016-02-05 v1
摘要
我们通过 Particle in Cell simulations 和一种解析模型研究了在 13.56 MHz 驱动下的电正性氩和氦电容耦合射频放电中的电子加热动力学。该模型允许计算电极鞘层外的电场，在 RF 周期内空间和时间分辨。发现电子在鞘层膨胀阶段除了经典的鞘层膨胀加热外，还被鞘层外强烈的双极电场加热。通过追踪单个电子，我们还表明电离主要由那些在鞘层膨胀的一个阶段中由于碰撞背向鞘层散射而多次与膨胀鞘层边缘碰撞的电子引起。在鞘层膨胀的一个阶段中，这些不同加热事件的协同组合需要将电子加速到电离阈值以上的能量。鞘层外的双极电场被发现是时间调制的，这是由于电子平均能量的时间调制，而该调制是由在给定电极处仅在一个 RF 周期的一半期间存在鞘层膨胀加热引起的。这种时间调制导致在鞘层外高电场区域内平均更多的电子加热而非冷却。如果在鞘层崩溃期间存在电场反转，则此时间调制以及因此鞘层膨胀与崩溃阶段之间的不对称性将被增强。我们提议在描述电容射频等离子体中电子加热的模型中应包含双极电子加热。
引用
@article{arxiv.1602.01719,
title = {The effect of ambipolar electric fields on the electron heating in capacitive RF plasmas},
author = {J. Schulze and Z. Donko and A. Derzsi and I. Korolov and E. Schuengel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.01719},
year = {2016}
}