斜磁场作用下碰撞电负性等离子体鞘层的玻姆判据

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.     

外加磁场对碰撞射频鞘层离子能量分布的影响

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     

斜磁场作用下的射频等离子体平板鞘层结构

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     

外加磁场、电流及弧柱半径对电弧螺旋不稳定性的影响

采用与时间有关的线性微扰理论，研究了存在气流作用下，外加磁场、弧电流以及弧柱半径对电弧螺旋不稳定性的影响，给出了稳定性条件和不稳定性增长率等定量结果. 关键词： 电弧 稳定性 轴向磁场 弧柱半径     

Sheath Structure of an Electronegative Plasma

We investigate the sheath structure of an electronegative plasma at steady state with the assumptions of cold positive ions and hot negative ions. The modified Bohm criterion is obtained with the Sagdeev potential by introducing a modified ion sound velocity. At the same time the electric potential, net space charge and particles densities in the sheath are analysed in several cases of different temperature ratios of electrons to negative ions and different density ratios of negative ions to positive ions.     

电负性等离子体磁鞘的玻姆判据

采用流体模型研究了电负性等离子体磁鞘的玻姆判据,讨论了负离子以及磁场对鞘层玻姆判据的 影响.研究结果表明:负离子的存在促进离子进入鞘层;而磁场强度、角度以及离子进入鞘层的状态将共同决定 离子马赫数的取值.     

具有非广延分布电子的碰撞等离子体磁鞘的结构

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.     

Characteristics of Dust Plasma Sheath in an Oblique Magnetic Field

The characteristics of dust plasma sheath in an oblique magnetic field are investigated with a fluid model. Hot electrons, cold ions, neutral particles, and dust grains are taken into account in this system. We perform a numerical simulation of the sheath. The results reveal that the magnetic field has significant effects on the sheath structure, and it also makes the suspension position of dust shift away from the wall.     

Electronegative Plasma Sheath Structure in a Magnetic Field

The structure of an electronegative plasma sheath in an oblique magnetic field is investigated with a fluid model. We assume the system consists of hot electrons and negative ions as well as cold positive ions. Densities of particles and distributions of the spacious potential in various states of magnetic field are studied. The result shows that the existence of magnetic field and negative ions has great effects on the plasma sheath structures. In addition, the effects of negative ion density and temperature on the structure of the electronegative plasma sheath are discussed.     

电子和负离子的反射运动对碰撞电负性磁鞘的影响

研究了鞘层中电子和负离子的反射运动对碰撞电负性磁鞘玻姆判据和鞘层结构的影响.通过理论推导得到了考虑鞘层中电子和负离子的反射运动时鞘层玻姆判据表达式,并通过数值模拟得到了电子和负离子采用玻尔兹曼模型和反射运动模型时离子马赫数的下限随参数的变化曲线以及鞘层中带电粒子密度的分布曲线.结果表明,电子和负离子的反射运动模型和玻尔兹曼模型离子马赫数的上限完全相同,下限表达式不同,反射运动模型中下限还与基板电势有关,且随着基板电势值的增加而增大,达到与玻尔兹曼分布中相同值后保持不变,随着鞘边负离子浓度和温度的不同达到最大值的速度不同;离子马赫数的下限在玻尔兹曼和反射运动模型中都随鞘边负离子浓度的增加和温度的降低而减小,只是在反射运动模型中的最大值要小;两种模型中离子马赫数的下限都随鞘边电场的增加而增加,但在玻尔兹曼模型中增加得更快最终值更大;两种模型离子马赫数的下限都随碰撞参数或磁场角度的增加而降低,但在玻尔兹曼模型中降低更快,随着碰撞参数或者磁场角度的增加两种模型中离子马赫数的下限趋于一致;当基板电势值较小时,电子和负离子的反射运动对鞘层结构影响较大,当基板电势值较大时电子和负离子反射运动对鞘层中带电粒子密度分布的影响很小.