尘埃等离子体参数论文-李磊

尘埃等离子体参数论文-李磊

导读:本文包含了尘埃等离子体参数论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:尘埃等离子体,辉光放电,朗缪尔探针,发射光谱

尘埃等离子体参数论文文献综述

李磊[1](2019)在《尘埃对直流辉光放电等离子体参数影响》一文中研究指出自从九十年代在空间等离子体和等离子体处理实验中发现尘埃颗粒,尘埃等离子体目前越来越受研究者的青睐。尘埃颗粒在等离子体技术应用中起着非常重要的作用,对半导体加工中的等离子体沉积和刻蚀以及薄膜和纳米颗粒的制作等技术应用有很大的影响。这是因为尘埃颗粒充电后的电荷性质会引起等离子体环境的变化,因此,本文将利用朗缪尔探针法和发射光谱法,对直流辉光放电尘埃等离子体进行研究,并进一步探究放电条件对尘埃等离子体参数的影响。首先,简单介绍直流辉光放电尘埃等离子体装置及诊断系统,并解释尘埃颗粒的悬浮机制。利用朗缪尔探针测量不同放电条件下的尘埃等离子体探针I-V特性曲线,对相关参数进行分析。阐述光谱法诊断原理,并将其应用于尘埃等离子体的发射光谱测量,分析其谱线构成,还对其进行了绝对强度校准。然后,从无碰撞鞘层圆柱形探针模型出发,推导了探针诊断离子密度的原理。利用探针I-V特性曲线计算出了不同放电条件下的离子密度,定性分析了其变化的原因。以简单圆柱形放电模型为基础,建立了包含尘埃表面损失项的能量平衡方程,对离子密度与气压的关系进行了数值模拟。还根据探针曲线计算出了尘埃等离子体的电子能量分布函数,从中定性分析了电子温度和电子密度的变化。最后,论证了发射光谱诊断电子温度和电子密度的理论依据。利用发射光谱计算出不同放电条件下尘埃等离子体的电子温度和电子密度,并对放电条件的影响进行了定性分析。建立尘埃等离子体中的离子数平衡方程,对电子温度与气压的关系进行了数值模拟。根据轨道运动受限理论计算了尘埃平均带电量随放电条件的变化趋势。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01)

刘瑞贤[2](2009)在《尘埃的充电和生长过程对等离子体参数的影响》一文中研究指出尘埃等离子体广泛存在于星际空间、电离层、行星大气、以及实验室的等离子体装置中和材料的等离子体处理过程中。近年来,人们发现等离子体中的尘埃颗粒对用于材料处理的气体放电有重要的影响:一方面在微电子加工中,尘埃颗粒对刻蚀和沉积过程会造成污染,影响半导体集成电路加工的质量;另一方面气体放电中的尘埃颗粒的形成和生长又为粉末合成和表面改性及等离子体化学提供了一种独特的新方法。这两方面让人们产生对应用于材料处理的气体放电中尘埃粒子的行为及其对放电参数影响的研究兴趣。本文在考虑电子密度和电子温度是随时间变化的情况下,用等离子体的能量守恒方程研究了尘埃颗粒的动态充电过程和颗粒的缓慢生长过程及其对等离子体参数的影响,并与实验结果做比较分析。第一章,简要介绍了尘埃等离子体的基本概念、研究近况和研究方法。第二章,介绍了尘埃充电的基本理论和等离子体稳态放电分析中的守恒量——粒子数守恒和能量守恒。第叁章,介绍了尘埃颗粒的形成和生长过程。对颗粒的快速生长(凝聚过程)过程和缓慢生长过程中的机制进行了简单概述。第四章,结合具体实验研究了尘埃颗粒的充电过程及其对等离子体参数的影响。通过分析发现,尘埃的充电使得电子密度急剧减少,而电子温度急剧升高。而且颗粒的充电是一个非常短的过程,其在R_d=40hm时的特征充电时间τ~400μs。在充电电流只考虑电子流和离子流时,尘埃颗粒带负电,所带的电荷数在R_d=40nm时约为111个电子电荷。另外,充电过程中等离子体吸收的功率主要用于电子和中性原子的碰撞电离和激发,而离子在器壁损失的能量和尘埃颗粒上的电子所损失的能量在充电过程中都很小,并且离子在器壁损失的能量远远大于附着到尘埃颗粒上的电子所损失的能量,约为总能量的3%。第五章,结合具体实验研究尘埃颗粒的生长过程及其对等离子体参数的影响。通过分析发现,尘埃颗粒的缓慢生长对放电中的电子密度影响很小,电子密度变化得很缓慢,但是电子的温度却仍然是在不断增大,变化范围为5.0eV~15eV。而生长过程中等离子体吸收的功率主要用于电子的碰撞电离损失,约占总能量的50%,不同于充电过程的是这时候的电离能量损失是大于激发能量损失的。另外,在此阶段,离子在器壁上的能量损失是在不断增加的,在100s时甚至与电离损失能量相当,而电子在颗粒上的能量损失依旧很小。离子在器壁上损失能量的增加可能会影响到薄膜的沉积时放电的稳定性。最后,给出了本文的主要结论及以后工作的展望(本文来源于《大连理工大学》期刊2009-05-25)

王红艳[3](2007)在《尘埃等离子体参数对尘埃声孤波结构特性的研究》一文中研究指出本论文研究无磁化、无碰撞的、由大质量且带负电量的尘埃颗粒、电子和离子组成的尘埃等离子体,考虑尘埃流体的温度、非热离子和尘埃颗粒电荷绝热变化的因素,使用约化摄动方法研究这个自洽的系统的参数对尘埃声孤波结构的影响。首先,我们得到了描述有限小振幅的尘埃声波的KdV方程,并对该系统中尘埃声波模式进行了研究。结果表明,当快离子数为零时(α=0),即离子分布退化为玻耳兹曼分布时,该系统只允许稀疏形孤波存在,这与文献[81]的结论相一致;而随着快离子数的增加(α≠0),在某些特定的区域,还会出现压缩形孤波。而稀疏孤波和压缩孤波的存在则完全取决于尘埃等离子体参数,如:尘埃流体、离子和电子的温度,非热离子的快离子数以及尘埃颗粒、离子和电子的数密度等。其次,我们得到了描述尘埃声孤波的修正KdV(mKdV)方程,并对尘埃等离子体参数对尘埃声孤波结构特性进行了理论分析。研究结果表明,尘埃等离子体参数决定着尘埃声孤波结构。且在尘埃等离子体参数特别选定的一些区域,才有稳定的孤波出现。而且,尘埃等离子体中的尘埃颗粒的温度、数密度及其电荷变化,快离子数以及离子的数密度、温度和电子的数密度、温度均会显着影响孤立波的结构特性。(本文来源于《西北师范大学》期刊2007-05-01)

孙秀红[4](2007)在《极区中层顶区域尘埃等离子体参数的研究》一文中研究指出极区中层在夏季发生许多有趣的地球物理学现象,主要受该区域极其特殊的热力学结构的影响。极区中层夏季回波是在高纬中层顶附近探测到的异常强的雷达回波,是一种非常奇特的雷达回波现象,简称PMSE。自从1979年被Ecklund和Balsley发现以来已经引起了科学界的广泛关注。但产生PMSE的物理机制尚不清楚。大量研究显示:PMSE现象与电子密度和带电冰晶粒子有密切的关系,在高纬夏季中层顶区域利用火箭测量到的电子密度剖面,频繁显示出厚度约1公里的尖锐的边界层,层内的电子密度比层外上下区域的电子密度至少小一个量级,即电子密度“吞噬”效应。相应高度的尘埃电荷数密度严重增大。极区中层顶区域存在大量的带电冰晶粒子,在双极性力的作用下形成一定的空间分布,并产生电场,但受某些条件的限制,目前对极区中层顶电场的测量非常匮乏,因此在理论方面的电场推算具有一定的科学意义。受到这些问题的驱动,并作为开展论文研究的基础,本文首先介绍了PMSE的相关知识。PMSE发生的背景条件,中层顶带电冰晶粒子形成的客观条件:中层大气的温度和湿度。介绍了PMSE出现率的规律性变化,以及火箭探测到PMSE的环境特征。中性大气湍流理论是目前研究PMSE发生机制的最经典理论,但中性湍流理论与雷达和火箭观测到的PMSE事实之间存在很多矛盾。在极区中层顶区域利用火箭探测到的大量带电冰晶粒子,构成一种尘埃等离子体,我们把带电的冰晶粒子称为尘埃粒子。在本文中我们主要根据P K Shukla的尘埃等离子体充电理论,推导出尘埃粒子电荷数和尺寸半径比值的表达式。根据ECT02实验数据,假设尘埃粒子带一个负电荷,计算出尘埃粒子尺寸半径在20-50nm之间,与相关资料的理论推算结果相符。其中在约87.5km尘埃粒子尺寸半径明显增大,对应温度剖面的最小值,我们对此不能给出合理的解释。根据上面得到的尘埃粒子尺寸半径,假设尘埃粒子为球形粒子,计算得到尘埃粒子的质量,并以此计算了尘埃的等离子体频率,其范围在1-8kHz之间,同时还计算了电子的等离子体频率为1-4MHz,离子的等离子体频率为10-18kHz,计算出尘埃等离子体的库仑耦合参数为10-37,确定极区中层顶区域的尘埃等离子体是弱耦合尘埃等离子体。针对电子密度“吞噬”效应,推导了电子压力梯度产生的极化电场的公式,依据ECT02实验数据,计算得到PMSE层中的极化电场强度为10-1mV/m量级。R. Holzworth和R. Pfaff根据DROPPS实验推算出电场强度约为10mV/m,比我们的计算结果大一个量级。而M. Zadorozhny依据NLC-91实验推算的电场强度在100(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2007-01-01)

李嘉巍,李中元[5](2004)在《空间尘埃的充电过程及与等离子体参数的关系》一文中研究指出考虑了地球附近的彗星、行星环、行星际介质等空间尘埃等离子体环境中尘埃颗粒的充电问题.应用典型的空间尘埃等离子体参数,计算了不同种类的尘埃颗粒,以及不同等离子体成分下等离子体中尘粒的平衡电势,得到了尘埃颗粒的平衡电势与尘埃等离子体成分、温度,及其他等离子体参数之间的相互关系.(本文来源于《空间科学学报》期刊2004年05期)

尘埃等离子体参数论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

尘埃等离子体广泛存在于星际空间、电离层、行星大气、以及实验室的等离子体装置中和材料的等离子体处理过程中。近年来,人们发现等离子体中的尘埃颗粒对用于材料处理的气体放电有重要的影响:一方面在微电子加工中,尘埃颗粒对刻蚀和沉积过程会造成污染,影响半导体集成电路加工的质量;另一方面气体放电中的尘埃颗粒的形成和生长又为粉末合成和表面改性及等离子体化学提供了一种独特的新方法。这两方面让人们产生对应用于材料处理的气体放电中尘埃粒子的行为及其对放电参数影响的研究兴趣。本文在考虑电子密度和电子温度是随时间变化的情况下,用等离子体的能量守恒方程研究了尘埃颗粒的动态充电过程和颗粒的缓慢生长过程及其对等离子体参数的影响,并与实验结果做比较分析。第一章,简要介绍了尘埃等离子体的基本概念、研究近况和研究方法。第二章,介绍了尘埃充电的基本理论和等离子体稳态放电分析中的守恒量——粒子数守恒和能量守恒。第叁章,介绍了尘埃颗粒的形成和生长过程。对颗粒的快速生长(凝聚过程)过程和缓慢生长过程中的机制进行了简单概述。第四章,结合具体实验研究了尘埃颗粒的充电过程及其对等离子体参数的影响。通过分析发现,尘埃的充电使得电子密度急剧减少,而电子温度急剧升高。而且颗粒的充电是一个非常短的过程,其在R_d=40hm时的特征充电时间τ~400μs。在充电电流只考虑电子流和离子流时,尘埃颗粒带负电,所带的电荷数在R_d=40nm时约为111个电子电荷。另外,充电过程中等离子体吸收的功率主要用于电子和中性原子的碰撞电离和激发,而离子在器壁损失的能量和尘埃颗粒上的电子所损失的能量在充电过程中都很小,并且离子在器壁损失的能量远远大于附着到尘埃颗粒上的电子所损失的能量,约为总能量的3%。第五章,结合具体实验研究尘埃颗粒的生长过程及其对等离子体参数的影响。通过分析发现,尘埃颗粒的缓慢生长对放电中的电子密度影响很小,电子密度变化得很缓慢,但是电子的温度却仍然是在不断增大,变化范围为5.0eV~15eV。而生长过程中等离子体吸收的功率主要用于电子的碰撞电离损失,约占总能量的50%,不同于充电过程的是这时候的电离能量损失是大于激发能量损失的。另外,在此阶段,离子在器壁上的能量损失是在不断增加的,在100s时甚至与电离损失能量相当,而电子在颗粒上的能量损失依旧很小。离子在器壁上损失能量的增加可能会影响到薄膜的沉积时放电的稳定性。最后,给出了本文的主要结论及以后工作的展望

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

尘埃等离子体参数论文参考文献

[1].李磊.尘埃对直流辉光放电等离子体参数影响[D].哈尔滨工业大学.2019

[2].刘瑞贤.尘埃的充电和生长过程对等离子体参数的影响[D].大连理工大学.2009

[3].王红艳.尘埃等离子体参数对尘埃声孤波结构特性的研究[D].西北师范大学.2007

[4].孙秀红.极区中层顶区域尘埃等离子体参数的研究[D].西安电子科技大学.2007

[5].李嘉巍,李中元.空间尘埃的充电过程及与等离子体参数的关系[J].空间科学学报.2004

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