磁気フィルタ-付バケット型プラズマ源を用いた反応性プラズマの制御

使用带磁性过滤器的桶型等离子体源控制反应等离子体

基本信息

批准号：
01632516
负责人：
福政修
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

バケット型プラズマ源に可動型の磁気フィルタ-を付加した放電容器を用い、本研究では磁気フィルタ-並びに新たに考案したプラズマグリッドによる電子エネルギ-分布を中心とするプラズマパラメ-タの空間的制御について検討した。以下に本年度に得られた結果を要約する。1.磁気フィルタ-によりプラズマは二分され、上流側でフィラメントのあるプラズマ生成域は高速一次電子を大量に含んだ高密度で高電子温度のプラズマ状態となり、各イオン種・ラジカル種の生成に適している。一方、下流側の拡散プラズマ域は高速電子が完全に除去された低電子温度のプラズマとなり成膜に適したプラズマ状態となっている。2.拡散プラズマ域に新たにプラズマグリッドを設けたが、グリッド電位の変化で成膜域のプラズマパラメ-タが容易に制御できる。3.プラズマパラメ-タが大きく異なるプラズマ生成域と成膜域とは磁気フィルタ-を移動することで、その空間的分布を自由に変えられる。また、水素とアルゴンについて実験を行ったが、電子エネルギ-分布関数を始めとするプラズマの制御に関しては同様の結果が得られた。4.実験結果によれば、磁気フィルタ-は高速電子のみを選択的に反射させている。この現象を静電近似による2次元の粒子シミュレ-ションを用いて検討し、実験と定性的に一致する結果を得た。例えば、電子の拡散係数は粒子速度の増加と共に減少する。即ち、低エネルギ-電子と比較して高エネルギ-電子の方がより磁気フィルタ-によって閉じ込められる。これは、揺動電場によるE×Bドリフトが、有限ラ-マ効果のために、低速電子に対してより大きくなるためである。今後はメタンガスを用いた実験にて(1)磁気フィルタ-による反応の空間選択性、(2)反応に及ぼす質イオンの影響、シミュレ-ションにて(3)磁気フィルタ-の役割、(4)シ-ス形成への質イオンの影響、を検討する。

本研究使用带有可移动磁过滤器的排放容器，该磁性滤波器附着在桶形等离子源上，研究了对等离子体参数的空间控制，以磁性过滤器和新设计的等离子网格为中心。今年获得的结果总结了下面。 1。等离子体由磁过滤器划分，上游侧具有丝状的血浆产生区域变成高密度和高电子温度等离子体状态，其中包含大量的高速初级电子，使其适合于产生各种离子和自由基物种。另一方面，下游扩散等离子体区域在低电子温度下完全去除了高速电子，并且处于适合膜形成的等离子体状态。 2。在扩散血浆区域提供了一个新的等离子体网格，但是膜形成区域中的等离子体参数可以通过网格电位的变化很容易控制。 3。血浆生成区域和膜形成区域，该区域参数差异很大，可以通过移动磁性滤波器自由更改。此外，在氢和氩气上进行了实验，并且在血浆对照（包括电子能量分布函数）方面获得了相似的结果。 4。根据实验结果，磁过滤器选择性地反映了高速电子。使用二维颗粒模拟使用静电近似对此现象进行了检查，结果在质量上与实验一致。例如，电子的扩散系数随着粒子速度的增加而降低。也就是说，与较低的能量电子相比，较高的能量更受磁过滤器的限制。这是因为由于有限的喇嘛效应，由于振荡电场引起的E×B漂移变得更大。将来，我们将研究（1）使用磁过滤器对反应的空间选择性，（2）质量离子对反应的影响，（3）磁性过滤器的作用，以及（4）质量离子对系统形成的影响。