Генерація і транспортування іонних потоків в плазмових системах з комбінованими електричними і магнітними полями
Вантажиться...
Дата
2016
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Харків: ХНУ імені В. Н. Каразіна
Анотація
Zykov A.V. Generation and transport of ion fluxes in the plasma systems with combined electric and magnetic fields. – Manuscript.
Thesis for Doctor degree of Science in Physics and Mathematics in speciality 01.04.08 - Plasma Physics. - V.N. Karazin Kharkiv National University. - Kharkiv 2016.
The thesis is devoted to experimental and theoretical study of ion beams generation and transport in plasma systems with combined electric and magnetic fields, which are widely used in the surface engineering plasma technologies .
The ignition processes and integral characteristics of gas discharges are studied in devices with the combined electric (DC, radio-frequency, potential and vortex) and magnetic (DC, AC) fields on the base of planar magnetron discharge in the accelerating and plasma modes, inductively coupled discharge, combined inductivecapacity and inductive-magnetron discharges.
Analytical expressions for the ion energy cost and ionization coefficient for the electron group with different energy distribution function are derived and the three types of breakdown and ignition curves for direct-current gas discharge in the magnetic field have been obtained.
The change of equilibrium plasma electrons temperature in planar magnetron discharge have been established experimentally and theoretically , as a result of high-energy electrons group existence. The density of this electron group is depended from the discharge power and determines the current–voltage characteristics of discharge at low pressure of working gas.
Опис
Дисертаційну роботу присвячено дослідженням процесів генерації та транспортування іонних потоків у плазмових системах з комбінованими електричними і магнітними полями, які широко використовуються в технологіях іонно-плазмової обробки поверхні.
Вивчено процеси виникнення та інтегральні характеристики газових розрядів у пристроях з комбінованими електричними (постійним, високочастотним, потенціальним, вихровим) і магнітними (постійним, змінним) полями на базі планарного магнетронного розряду в прискорювальному і плазмовому режимах, ВЧ-індукційного розряду, комбінованих індукційно-ємнісного і індукційно-магнетронного розрядів.
Здобуто аналітичні вирази для енергетичної ціни іона і коефіцієнта іонізації для ансамблю електронів з різною функцією розподілу по енергіях і розраховано криві запалювання і пробою трьох типів газового розряду постійного струму в магнітному полі.
Експериментально і теоретично доведено зміну рівноважної температури плазмових електронів у планарному магнетронному розряді через існування групи високоенергетичних електронів, густина яких залежить від питомої потужності в розряді. Ця залежність визначає вольт-амперну характеристику розряду при низькому тиску робочого газу.
Експериментально встановлено і теоретично обґрунтовано принципову роль асиметрії електродів у енергобалансі ВЧ індукційно-ємнісного розряду, її вплив на сумарну енергетичну ціну іона і енергетичну ефективність плазмових реакторів і джерел іонів, визначено енергетично оптимальні співвідношення площ електродів залежно від енергії іонів.
Проведено систематизацію процесів генерації та транспортування іонних потоків у плазмових системах з комбінованими ЕН полями на основі дрейфової теорії, визначено загальні параметри подібності та закономірності іонно-плазмових систем на основі фундаментальних положень фізики газового розряду, низькотемпературної плазми і законів збереження частинок, імпульсу і енергії.
Ключові слова
Research Subject Categories::SOCIAL SCIENCES::Social sciences::Education, Research Subject Categories::NATURAL SCIENCES, іонний пучок, джерело іонів, магнетронний розряд, низькотемпературна плазма, іонно-плазмові системи, газовий розряд у магнітному полі, ion beam, ion source, magnetron discharge, low temperature plasma, ion-plasma system, gas discharge in magnetic field
Бібліографічний опис
Зиков О.В. Генерація і транспортування іонних потоків в плазмових системах з комбінованими електричними і магнітними полями. – Рукопис. Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора фізико-математичних наук за фахом 01.04.08 – фізика плазми. – Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна. – Харків, 2016.