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电子发射对稳态等离子体鞘层影响的研究

作　者: 孟显
导　师: 王友年
学　校: 大连理工大学
专　业: 等离子体物理
关键词: 等离子体鞘层电子发射发射电子固体表面中性气体稳态碰撞效应流体力学方程组密度增加膜工艺
分类号: O531
类　型: 硕士论文
年　份: 2000年
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内容摘要

如果把固体浸入等离子体中，等离子体和固体表面之间将形成一鞘层区，带电粒子被鞘层电场加速后入射到固体表面，如果粒子能量大于固体表面的逸出功将引发固体表面的二次电子发射。同时，加热的固体表面可以发射热电子。本文统称这两种电子为发射电子。发射电子会对鞘层中的电场分布及粒子流密度分布等物理量的变化产生一定的影响，进而影响等离子体的工艺过程。研究发射电子对鞘层的影响，具有一定的实际意义。本文建立了一套非线形自恰的流体力学方程组。首先研究了发射电子对悬浮板鞘层的影响；其次研究了发射电子对稳态氩辉光放电等离子体鞘层的影响，其中考虑了发射电子同中性气体原子及等离子体中的离子同中性气体原子的碰撞过程；最后研究了发射电子对具有实际意义的沉积金刚石膜、类金刚石膜工艺中的鞘层的影响。数值计算的结果表明：考虑了碰撞效应后，鞘层电场强度、鞘层电势、发射电子动能及离子流密度等物理量的空间分布都将发生一定的变化，当中性气体密度增加或发射电子束流密度增加时，这种变化会更明显；由于甲烷气体的碰撞截面较小，碰撞效应对沉积类金刚石膜工艺的鞘层影响不大，但发射电子本身对鞘层参数的分布有一定的影响。

全文目录

第一章引言  6-13
  1．1 等离子体与固体表面相互作用的基本过程  6-9
  1．2 二次电子对鞘层影响的研究进展  9-12
  1．3 本文内容简介  12-13
第二章电子发射对悬浮板鞘层影响的流体力学模拟  13-21
  2．1 理论模型  13-16
  2．2 结果与讨论  16-19
  2．3 本章小结  19-21
第三章电子发射对氩辉光放电等离子体负偏压稳态鞘层的影响  21-36
  3．1 理论模型  21-24
  3．2 结果与讨论  24-35
  3．3 本章小结  35-36
第四章对沉积金刚石膜及类金刚石膜工艺中的鞘层的数值模拟  36-53
  4．1 金刚石及类金刚石特性和本章的工作  36-37
  4．2 金刚石成膜工艺中鞘层演化的特性  37-44
    4．2．1．理论模型  38-41
    4．2．2．结果与讨论  41-44
  4．3 类金刚石成膜工艺中鞘层演化的特性  44-52
    4．3．1．理论模型  44-47
    4．3．2．结果与讨论  47-52
  4．4 本章小结  52-53
第五章结论与设想  53-56
  5．1 本文主要结论  53-54
  5．2 今后工作设想  54-56
附录  56-58
参考文献  58-60
致谢  60

电子发射对稳态等离子体鞘层影响的研究

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