grandov.ru страница 1
скачать файл

XXXV Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 11 – 15 февраля 2008 г.

Взаимодействие ВЧ плазмы пониженного давления с поверхностью материалов в процессах модификации нанослоев


Желтухин В.С.*, Морозов С.В., Сунгатуллин А.М., Сагбиев И.Р.

*Казанский государственный университет, Казань, Россия, zvs1956@mail.ru
Казанский государственный технологический университет, Казань, Россия,
personallp@mail.ru

Представлена математическая модель слоя положительного заряда, возникающего в окрестности изолированного тела, помещенного в ВЧ плазму пониженного давления. Модель учитывает наличие переходного слоя между квазинейтральной плазмой и СПЗ и динамику движения границы «СПЗ-плазма». Математическая модель построена на базе физической модели, утверждающей, что основным механизмом модификации поверхностей твердых тел в ВЧ разрядах пониженного давления являются низкоэнергетичная (10-100 эВ) бомбардировка ионами, ускоренными в слое положительного заряда (СПЗ), возникающем возле образца [1].

В отличие от приэлектродных слоев, СПЗ у поверхности образца в ВЧ плазме пониженного давления состоит из двух областей:

- двойной электрический слой,

- область колебаний электронного газа.

В связи с тем, что граница «СПЗ-плазма» колеблется вместе с изменением знака поля, а плазма ВЧ разряда является неравновесной, то можно выделить область между СПЗ и невозмущенной плазмой, так называемый предслой [2], где .

Соответственно, модель СПЗ описывается системой, состоящей из двух подсистем: уравнений «предслоя» совместно с СПЗ, и уравнений двойного электрического слоя, описывающих, соответственно, процессы в каждой из областей. Уравнения подсистем связанны условиями на границе двойного слоя и колебательной части СПЗ.

Колебательная часть СПЗ описывается системой краевых и начально-краевых задач, включающей уравнения Пуассона для потенциала электрического поля, уравнения неразрывности электронного и ионного газов, уравнение динамики плотности поверхностного заряда тела. Граничные и начальные условия учитывают взаимодействие колебательной части СПЗ как с окружающей квазинейтральной плазмой, так и с двойным слоем у поверхности твердого тела. Для двойного слоя рассматривается система задач Коши, описывающая движение ионов при приближении к поверхности обрабатываемого тела. В модели учитывается влияние неоднородности распределения плотности поверхностного заряда тела поверхности на движение ионов в двойном слое.

Разработанная модель позволяет рассчитать концентрации заряженных частиц в СПЗ возле обрабатываемого тела, а также энергию ионов в момент столкновения с поверхностью твердого тела, траекторию их движения в двойном слое. В результате расчетов установлено, что ионный поток, в соответствии с искривлением силовых линий электрического поля, концентрируется в областях с повышенной локальной плотностью поверхностного заряда.

Литература



  1. Абдуллин И.Ш. Высокочастотная плазменно-струйная обработка материалов при пониженных давлениях. Теория и практика применения. / И.Ш. Абдуллин, В.С. Желтухин, Н.Ф. Кашапов. – Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2000. – 348 с.

  2. Райзер Ю.П. Высокочастотный емкостный разряд: Физика. Техника эксперимента. Приложения. / Ю.П. Райзер, М.Н. Шнейдер, Н.А. Яценко. – М.: Изд-во Моск. физ. – техн. ин-та; Наука. Физматлит, 1995. – 378 c.



скачать файл



Смотрите также:
Взаимодействие вч плазмы пониженного давления с поверхностью материалов в процессах модификации нанослоев
24.14kb.
Модификация и эрозия поверхности материалов первой стенки термоядерного реактора в потоке стационарной плазмы
21.53kb.
Описание и принцип работы тонометра (измерителя артериального давления )
52.63kb.
ОБ эволюции ультрахолодной кулоновской плазмы
23.22kb.
Радиальное электрическое поле и вращение плазмы в токамаке туман-3М
14.31kb.
Влияние пристеночной плазмы на мгд-устойчивость в газодинамической ловушке
17.57kb.
Расчет кинетических характеристик неидеальной плазмы методом молекулярной динамики
17.2kb.
Электромагнитное излучение из слоя неравновесной плазмы, в которой развиваеТся вейбелевская неустойчивость
21.61kb.
Статистический подход к описанию потока плазмы с учетом конечности масштабов разрешения измерений макроскопических параметров
14.29kb.
Программа учебной дисциплины «Электродинамика плазмы» Специальности 071500, 013900 (СД. В. 02)
72.37kb.
Учебная программа Дисциплины р3 «Экспериментальные методы исследования плазмы»
114.72kb.
Нитроксильные радикалы как медиаторы в процессах электрохимического окисления спиртов жукова И. Ю., Каган Е. Ш
25.94kb.