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相似文献
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1.
磁化等离子体的鞘层结构   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
Zou Xiu  刘惠平  Gu Xiu-E 《物理学报》2008,57(8):5111-5116
采用流体方法数值研究了斜磁场作用下的等离子体鞘层结构.模拟结果显示磁场对鞘层结构有显著的影响,特别是在磁鞘边界附近离子的密度分布产生了明显的变化.分别讨论了离子垂直入射和斜入射两种情况,当离子斜入射进鞘层时,其运动情况要相对复杂一些.在适当的条件下,洛伦兹力的作用使离子在某些区域产生相对聚集,离子密度分布产生波动. 关键词: 鞘层 等离子体 磁场  相似文献   

2.
邹秀 《物理学报》2006,55(4):1907-1913
建立一个一维坐标空间、三维速度空间的斜磁场作用下的射频等离子体平板鞘层模型,讨论了磁场对射频鞘层结构及其参数特性的影响.研究结果表明:磁场对鞘层结构有不可忽略的影响,特别是能够使鞘层边界附近的离子速度分布和密度分布产生明显的变化.此外,虽然磁场不能改变离子总的能量密度分布,却能改变离子的运动状态,并同时影响着基板上离子在各个方向上的能量分布和入射偏移角度. 关键词: 射频 鞘层 磁场  相似文献   

3.
刘成森  王德真 《物理学报》2003,52(1):109-114
等离子体源离子注入过程中,鞘层的演化规律直接影响到离子注入到材料中的深度进而影响材料表面的性质和结构,对材料的不同部位这种影响是不同的.利用无碰撞两维流体动力学模型,研究了有限上升时间的电压脉冲作用下,共轴放置附加零电极的半无限空心圆管端点附近等离子体源离子注入过程中,鞘层的时空演化规律.通过计算得到了鞘层内随时间变化的电势分布和离子密度分布,计算了端点附近材料表面处的离子流密度分布和注入剂量分布随时间的变化规律.计算机模拟结果显示了空心圆管内部、外部及端点表面处的离子流密度分布和注入剂量分布存在很大差异.  相似文献   

4.
偏滤器靶板磁预鞘层边界的离子流   总被引:1,自引:1,他引:0  
利用流体力学模型研究了偏滤器等离子体条件下磁预鞘层边界离子流和预鞘层宽度之间的关系,并分析了粒子碰撞对预鞘层边界离子流的影响。由于粒子碰撞对离子的驱动效益,预鞘层边界离子流速度随着预鞘层宽度的增加而减少;只有当预鞘层宽度趋于零时,边界离子流沿磁力线的速度才趋近于离子声速。在固定预鞘层宽度的条件下,计算了预鞘层边界离子流速度与碰撞频率之间的函数关系。  相似文献   

5.
斜磁场中碰撞等离子体鞘层的玻姆判据   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
邹秀  籍延坤  邹滨雁 《物理学报》2010,59(3):1902-1906
采用双流体模型研究了斜磁场作用下的碰撞等离子体鞘层的玻姆判据,讨论了磁场对鞘层玻姆判据的影响.结果表明:玻姆判据存在上限和下限,磁场强度、角度以及离子进入鞘层的状态都对离子马赫数的取值范围有影响.  相似文献   

6.
邱明辉  刘惠平  邹秀 《物理学报》2012,61(15):155204-155204
采用流体模型研究了外加斜磁场作用下的碰撞电负性等离子体鞘层的玻姆判据, 讨论了负离子和磁场对鞘层玻姆判据的影响. 研究结果表明: 在电负性鞘层中, 正离子更容易进入鞘层, 负离子的存在只能影响离子马赫数取值的下限; 而外加磁场可以使离子马赫数的取值范围整体发生移动.  相似文献   

7.
磁场调控型离子源在离子源等离子体扩散空间中引入轴向强脉冲磁场,磁场起两方面的作用,一是形成潘宁放电效应,使原子、气体分子碰撞电离效率增加;二是在脉冲强磁场的作用下,强轴向磁场将质量较轻的离子约束在轴线上,对质量较重的金属离子约束能力较弱,导致其在等离子体膨胀引出通道中碰壁损失,能够提升引出轻离子的比例。开展了磁场调控的离子源放电结构、强脉冲螺线管磁场以及引出束流光学结构的设计;测量分析了引出离子流强和离子打靶束斑形貌。研究结果表明,强轴向磁场通过等离子体对混合离子成分的筛选作用,可有效提高引出离子流强中的轻离子成分比例。  相似文献   

8.
邹秀  邹滨雁  刘惠平 《物理学报》2009,58(9):6392-6396
采用双流体模型,数值研究入射到射频鞘层偏压电极上的离子能量分布.研究结果表明:磁场在改变离子运动状态的同时,调控着基板上的离子能量分布,使之在垂直基板方向和平行基板方向间转移. 关键词: 等离子体 射频 鞘层 磁场  相似文献   

9.
耿少飞  唐德礼  赵杰  邱孝明 《物理学报》2009,58(8):5520-5525
对圆柱形阳极层霍尔加速器内的放电等离子体运用二维质点网格方法(particle in cell)进行数值模拟,用蒙特卡罗碰撞方法处理带电粒子与中性粒子之间的碰撞. 得到了放电通道内离子与电子的分布以及离子流的运动,并且对出口外侧的能量分布进行了统计. 结果发现圆柱形阳极层等离子体加速器的磁场对电子有明显的约束作用,电子集中于阳极附近很小的区域内. 由于电磁场的特殊分布,离子流呈现出双峰式的分布. 离子能量范围从放电电压的20%到接近放电电压,平均能量在放电电压的40%—50%之间. 关键词: 质点网格方法 蒙特卡罗碰撞 数值模拟 阳极层霍尔等离子体加速器  相似文献   

10.
基于OOPIC软件,对平面直流磁控溅射放电等离子体进行了二维自洽粒子模拟,重点研究了磁场、阴极电势和气压等工作参数对磁控放电特性的影响。模拟发现,在一定的工作参数范围内,随着磁场的增强,鞘层厚度变窄,鞘层电势降减小,阴极离子密度增大,但是分布变窄;随着阴极电势的增加,鞘层厚度稍微变窄,鞘层电势降增大,阴极离子密度增大,分布变宽;随着气压的升高,鞘层厚度基本不变,鞘层电势降会增大,阴极离子密度先增大后减小,分布略微变宽。  相似文献   

11.
Recently it has been shown that the magnetic field has significant effects on the characteristics of ions which enter the collisionless plasma sheath with an oblique incidence angle. Here, we have investigated these effects in collisional plasma sheath. Considering the ion-neutral collision, the basic equations of fluid model in a plasma sheath have been numerically solved in the presence of an external magnetic field where the ion collision frequency has a power law dependency to the ion flow velocity. The results show that the effects of magnetic field on the plasma sheath dynamics strongly depend on the ion-neutral collision frequency and its dependency to ion flow velocity.  相似文献   

12.
等离子体融断开关磁场Hall渗透机制的模拟研究   总被引:2,自引:2,他引:0       下载免费PDF全文
 利用自行研制的2-1/2维全电磁柱坐标粒子模拟程序对等离子体融断开关磁场渗透机制进行了模拟研究。模拟结果表明在磁场Hall渗透机制特征长度远远小于等离子体离子的无碰撞趋肤深度的条件下,等离子体内部磁场渗透过程主要由电子流体运动的Hall项来控制。对于等离子体空间分布存在较大的密度梯度的物理问题,必须考虑二维空间特性对磁场渗透速度的影响。在磁场已渗透经过的等离子体区域中,等离子体呈现非电中性,离子受静电场的作用会加速运动到达阴极,最终形成真空鞘层。  相似文献   

13.
电子回旋共振离子推力器(electron cyclotron resonance ion thruster,ECRIT)离子源内等离子体分布会影响束流引出,而磁场结构决定的ECR区与天线的相对位置共同影响了等离子体分布.在鞘层作用下,等离子体中的离子或电子被加速对壁面产生溅射,形成壁面离子或电子电流,造成壁面磨损和等离子体损失,因此研究壁面电流与等离子体特征十分重要.为此本文建立2 cm ECRIT的粒子PIC/MCC(particle-in-cell with Monte Carlo collision)仿真模型,数值模拟研究磁场结构对离子源内等离子体与壁面电流特性的影响.计算表明,当ECR区位于天线上游时,等离子体集中在天线上游和内外磁环间,栅极前离子密度最低,故离子源引出束流、磁环端面电流和天线壁面电流较低.ECR区位于天线下游时,天线和栅极上游附近的等离子体密度较高,故离子源引出束流、天线壁面电流和磁环端面电流较高.腔体壁面等离子体分布与电流受磁场影响最小.  相似文献   

14.
The Bohm sheath criterion is modified for collisional plasma containing Boltzmann electrons and cold fluid ions at the presence of external magnetic field. Based on fluid model, the effects of the strength and the orientation of an external magnetic field on the upper and lower limits of Bohm sheath criterion have been studied by considering the collision frequency between ions and neutrals. The results show that the sheath criterion depends on the orientation and magnitude of magnetic field and the ion flow velocity at the sheath boundary.  相似文献   

15.
The characteristics of ions that enter the plasma sheath with an oblique incident angle have been investigated in the presence of an external magnetic field. The ion dynamics in a collisional and collisionless magnetized plasma sheath have been numerically calculated by using a fluid model. Several values for the ion velocity at the sheath edge, orientation and strength of the magnetic field and the ion-neutral collision frequency have been considered. The results show that in a collisionless magnetized plasma sheath, the behaviour of ions that obliquely enter the sheath with some specific velocities at the sheath edge and at some specific orientations and strengths of magnetic field, is more complicated than that of ions with normal entrance angles. For the oblique entrance of ions, the weak magnetic fields cause some fluctuations in ion velocity around its boundary value, i.e. the ion velocity does not accelerate. However, the numerical calculations show that the ion dynamics in a collisional magnetized plasma sheath are the same for both normal and inclined entrance of ions into the sheath.  相似文献   

16.
很多关于等离子体鞘层的研究工作都是基于电子满足经典的麦克斯韦速度分布函数,而等离子体中的粒子具有长程电磁相互作用,使用Tsallis提出的非广延分布来描述电子更为恰当.本文建立一个具有非广延分布电子的碰撞等离子体磁鞘模型,理论推导出受非广延参数q影响的玻姆判据,离子马赫数的下限数值会随着参数q的增大而减小.经过数值模拟,发现与具有麦克斯韦分布(q=1)电子的碰撞等离子体磁鞘对比,具有超广延分布(q<1)和亚广延分布(q>1)电子的碰撞等离子体磁鞘的结构各有不同,包括空间电势分布、离子电子密度分布、空间电荷密度分布.模拟结果显示非广延分布的参数q对碰撞等离子体磁鞘的结构具有不可忽略的影响.希望这些结论对相关的天体物理、等离子体边界问题的研究有参考价值.  相似文献   

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