低温等离子体应用中的几个理论问题

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1、低温等离子体应用中的几个理论问题摘要低温等离子体在微电子、材料制备、环保、航空航天、军事等领域起着越来越重要的作用，而很多的理论问题有待人们去解决。本博士学位论文第一部分第一章介绍了低温等离子体的分类及几种常规的工业应用;第二章简单介绍--一----------------一、一-...一一一一--一---一~一--一__一它在环保和通信方面的一些应用:第三章对等离子体化学作了简单叙述:第四章叙诊子)压退等离子雌至里丝上丘血班三盔醛因叙琅水。第五章详细介绍了目前尘埃等离子体物理的研山于尘粒在力n:=n

2、等离子体中的作用，研究它的形成与行为及其对等离子休中的许多过程的影响己成为低温等离子体物理学中最重要的前沿分支。因此木论文在第二部分专题研究中专门研究了尘粒对离子输运的影响(第六章)和碰撞尘埃等离子体中的低频波(第七章)o关于离子输运，我们用蒙特卡罗方法模拟了平行板辉光放电等离子体中尘粒对鞘层离子输运的影响。考虑了自洽电场。当离子在鞘层运动时，考虑离子与中性原子之间的电荷交换和弹性碰撞，以及离子被尘粒的库仑散射和收集作用。模拟得到了一些新的结果:(1)当尘粒的密度、尺寸、电量增加时，离子到达靶处的能量

3、分布向低能区转移;(2)随尘粒含量(Yld/Yl;o)增加，靶处离子的密度呈指数衰减;(3)靶处离子的密度随尘粒半径的增大呈指数衰减:(4)当尘粒含量和尺寸同时增大时，靶处离子的密度下降要比单纯增大一项快速得多。所以，尽管在等离子体加工中，尘粒的含量很低，可能只有千分之儿，但其影响却不容忽视。对于碰撞尘埃等离子体中的低频波，我们采用流体理论，按jitt标准的线性化处理方法，山连续性、动量、能量和泊松方程得出低频波的色散关系。发现碰撞磁化尘埃等离子体中存在三支模:完全阻尼热扩散模、受阻尼的静电尘埃声波(

4、(EDA)和回旋波(EDC)，其中受阻尼的静电尘埃回旋波是本文首次发现的。三支模的阻尼都是由尘粒和中性气体碰撞引起的。EDA的阻尼速度随中性气体压强的增大而增大，这一点与实验相符，对于EDC也存在同样的关系。尘粒密度对EDA波和EDC波的影响明显不同于非磁化或者无碰撞尘埃等离子体中的情况。当忽略碰撞时，阻尼的EDA和EDC波回到纯振荡波。最后就尘埃等离子体晶化，砚、给l侣了一个可能的解释。本论文的第三个专题研究是频率为雷达波频段的电磁波与部分电离、冷等离子体的相互作用，它是目前军事上很关注的等离子体隐

5、形技术的原理。计算了等离子体密度、碰撞频率、磁场对电磁波在等离子体中传播的RCS(RadarCrossSection)衰减、被吸收功率的影响。结果发现(1)当等离子体密度增大时，电磁波RCS衰减、被吸收功率的比例明显增加。(2)当碰撞频率小于所研究的雷达波频段时，在临近碰撞频率附近，电磁波RCS衰减、被吸收功率的比例很大:在电磁波频率比较大的区域，等离子体对电磁波的影响比较小。(3)当碰撞频率比较大时，电磁波RCS衰减很强、被吸收功率的比例很大(达10%以上)，并且曲线变得平缓。(4)磁场的作川在于大

6、大加强频率在电子回旋频率附近的电磁波的RCS衰减和吸收功率的比例。通过计算，我们发现当密度为10"cm-',碰撞频率为5GHz的等离子体对现役雷达工作频段的电磁波的隐形效果最好。locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbay

7、onets,duetomissedfatal,whennightcame本沦文的最后一个专题研究，以工业_L)IJ途很广的Cr12MoV合金钢为例，研究氮离子注渗结合对金属表面改性的影响。通过实验和理论计算发现:(1)氮离子注渗结合方式比单纯的离子注入的深度大大加深。(2)注入后Cr12MoV的表面硬度提高较大。(3)注入后Cr12MoV的耐磨性能提高较大。(4)注入的氮离子在样品里有比较好的浓度分布和损伤分布。杯AbstractLow-temperatureplasmaisveryimportant

8、inmicroelectronics,fabricatingmaterials,protectingenvironment,aviationandmilitary.Howevermanytheoreticalproblemshavenotbeensolved.Theclassificationandseveralusualindustrialapplicationsoflow-temperatureplasma.arepresentedinchapter