Амбіполярна дифузія в плазмі, що складається з електронів, негативних іонів і двох сортів позитивних іонів
Анотація
У цій роботі досліджено амбіполярну дифузію в електронегативній плазмі. Розглянуто випадок плазми, яка містить електрони, один сорт негативних іонів і два сорти позитивних іонів. Отримано формули для коефіцієнта амбіполярної дифузії, які в граничних випадках (один сорт негативних іонів, електропозитивна плазма) приводяться до добре відомих результатів. Показано, що в плазмі з щільністю негативних іонів, що більш ніж в 10 разів перевищує щільність електронів, необхідно враховувати рухливість негативних і позитивних іонів. З'ясовано, що в сильно електронегативній плазмі дифузія перестає бути амбіполярною, коефіцієнти амбіполярної дифузії заряджених частинок приблизно дорівнюють їх коефіцієнтам вільної дифузії.
Завантаження
Посилання
Raizer Y.P. Gas Discharge Physics. - Berlin: Springer, 1991. - 449 p.
Lieberman M.A., Lichtenberg A.J. Principles of plasma discharges and materials processing. - Hoboken, New Jersey: Wiley, 2005. - 757 p.
Lichtenberg A.J., Vahedi V., Lieberman M.A., Rognlien T. Modeling electronegative plasma discharges // J. Appl. Phys. - 1994. - Vol.75, №.5. - P. 2339-2347.
Stoffels E., Stoffels W.W., Vender D., Haverlag M., Kroesen G.M.W., de Hoog F.J. Negative ions in low pressure discharges // Contrib. Plasma Phys. - 1995. - Vol.35, №.4-5. - P. 331-357.
Kouznetsov I.G., Lichtenberg A.J., Lieberman M.A. Modelling electronegative discharges at low pressure // Plasma Sources Sci. Technol. - 1996. - Vol.5, №.4. - P. 662-676.
Lee Y.T., Lieberman M.A., Lichtenberg A.J., Bose F., Baltes H., Patrick R. Global model for high pressure electronegative radio-frequency discharges // J. Vac. Sci. Technol. A. - 1997. - Vol.15, №.1. - P. 113-126.
Lichtenberg A.J., Lieberman M.A., Kouznetsov I.G., Chung T.H. Transitions and scaling laws for electronegative discharge models // Plasma Sources Sci. Technol. - 2000. - Vol.9, №.1. - P. 45-56.
Kim S., Lieberman M.A., Lichtenberg A.J., Gudmundsson J.T. Improved volume-averaged model for steady and pulsed-power electronegative discharges // J. Vac. Sci. Technol. A. - 2006. - Vol.24, №.6. - P. 2025-2040.
Hagelaar G.J.M., Fubiani G., Boeuf J.-P. Model of an inductively coupled negative ion source: I. General model description // Plasma Sources Sci. Technol. - 2011. - Vol.20, №.1. - P. 015001 (16pp).
Radouane K., Despax B., Yousfi M., Couderc J.P., Klusmann E., Meyer H., Schulz R., Schulze J. Two-dimensional electrical modeling of asymmetric radio-frequency discharges for geometry effect analysis. Comparison with experiments // J. Appl. Phys. - 2001. - Vol.90, №.9. - P. 4346-4354.
Aydil E.S., Economou D.J. Theoretical and experimental investigations of chlorine RF glow discharge // J. Electrochemical Society. - 1992 - Vol.139, №.5. - P. 1396-1406.
Ashida S., Lieberman M.A. Spatially averaged (global) model of time modulated high density chlorine plasmas // Jpn. J. Appl. Phys. - 1997. - Vol.36, №.2. - P. 854-861.
Sommerer T.J., Kushner M.J. Monte Carlo - fluid model of chlorine atom production in Cl2, HCl, and CCl4 radio-frequency discharges for plasma processing // J. Vac. Sci. Technol. A. - 1992. - Vol.10, №.5. - P. 2179-2187.
Thompson J.B. Negative Ions in the Positive Column of the Oxygen Discharge // Proc. Phys. Soc. – 1959. – Vol.73, №.5. – P. 818-821.
McDaniel E.W., Mason E.A. The mobility and diffusion of ions in gases. - New York: Wiley, 1973. - 422 p.
Kono A. Negative ions in processing plasmas and their effect on the plasma structure // Applied Surface Science. - 2002. - Vol.192, №.1. - P. 115-134.
De Urquijo-Carmona J., Alvarez I., Cisneros C., Martinez H. Mobility and longitudinal diffusion of SF3+ and SF5+ in SF6 // J. Phys. D: Appl. Phys. - 1990. - Vol.23, №.7. - P. 778-783.
De Urquijo-Carmona J., Alvarez I., Martinez H., Cisneros C. Mobility and longitudinal diffusion of SF5 and SF6 in SF6 // J. Phys. D: Appl. Phys. - 1991. - Vol.24, №.5. - P. 664-667.
Nakamura Y. Transport coefficients of electrons and negative ions in SF6 // J. Phys. D: Appl. Phys. - 1988. - Vol.21, №.1. - P. 67-72.
Lisovskiy V.A., Yegorenkov V., Booth J.-P., Landry K., Douai D., Cassagne V. Electron drift velocity in SF6 in strong electric fields determined from rf breakdown curves // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2010. - Vol.43, №.38. - P. 385203 (7pp).
Stoffels E., Stoffels W.W., Vender D., Kando M., Kroesen G.M.W., de Hoog F.J. Negative ions in a radio-frequency oxygen plasma // Phys. Rev. E. - 1995. - Vol.51, №.3. - P. 2425-2435.
Schiffer C., Uhlenbusch J. Negative-oxygen-ion detection by a crossed-beam photodetachment technique // Plasma Sources Sci. Technol. - 1995. - Vol.4, №.3. - P. 345-352.
Amemiya H. Diagnostics of negative ions using probe and laser in plasmas (oxygen discharge) // Vacuum. – 2000. – Vol.58, №. 2-3. – P. 100-116.
Katsch H.-M., Goehlich A., Kawetzki T., Quandt E., Dobele H.-F. Attachment-induced ionization instability of a radio frequency excited discharge in oxygen // J. Appl. Phys. - 1999. - Vol.75, №.14. - P. 2023-2025.
Ivanov V.V., Klopovsky K.S., Lopaev D.V., Rakhimov A.T., Rakhimova T.V. Experimental and theoretical investigation of oxygen glow discharge structure at low pressures // IEEE Trans. Plasma Sci. – 1999. – Vol.27, №.5. – P. 1279-1287.
Vender D., Stoffels W.W., Stoffels E., Kroesen G.M.W., de Hoog F.J. Charged-species profiles in electronegative radio-frequency plasmas // Phys. Rev. E. - 1995. - Vol.51, №.3. - P. 2436-2444.
Kaga K., Kimura T., Ohe K. Spatial profile measurements of charged particles in capacitively-coupled RF (13.56 MHz) oxygen discharges // Jpn. J. Appl. Phys. – 2001. – Vol.40, №.1. – P. 330-331.
Bryant P., Dyson A., Allen J.E. Langmuir probe measurements of weakly collisional electronegative RF discharge plasmas // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2001. - Vol.34, №.1. - P. 95-104.
Shibata M., Nakano N., Makabe T. O2 RF dischrge structure in parallel plates reactor at 13.56 MHz for material processing // J. Appl. Phys. - 1995. - Vol.77, №.12. - P. 6181-6187.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
