气体压强及表面等离激元影响表面波等离子体电离发展过程的粒子模拟

• 作者: 刘明海 夏广庆 徐公林 李平 沈昊宇 洪伶俐 胡业林 胡希伟 郑晓亮 陈兆权
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 表面波等离子体 表面等离激元 粒子模拟 电离过程
• 年，卷（期）: 2013,（19）
• 所属期刊栏目: 气体、等离子体和放电物理
• 页码范围: 341-351
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.62.195204

摘要

基于表面等离激元(SPP)的表面波等离子体(SWP)源，具有高密度、低温度及高产率等优异性能，其应用在电子器件微纳加工、材料改性等领域。但由于SPP激励SWP放电的电离过程难于用理论分析和实验测量描述，因而SWP源均匀稳定产生的电离发展过程一直未研究清晰。本文以SWP放电的数值模拟为研究手段，采用等离子体与电磁波相互作用的粒子模拟(PIC)方法，结合蒙特卡罗碰撞(MCC)方法处理碰撞效应的优势，研究气体压强影响电离过程的电磁能量耦合机理。模拟结果表明SWP的高效产生是SPP的局域增强电场致使，气体压强能够改变波模共振转换的出现时刻而影响了SWP的电离发展过程。本文的研究成果展示了SPP维持SWP放电的电离过程，可为下一代米级SWP源的参数优化提供设计建议。