负偏压离子鞘及气体压强影响表面波放电过程的粒子模拟

• 作者: 刘明海 夏广庆 宋晓 徐公林 殷志祥 胡业林 胡希伟 贾晓芬 陈兆权 陈明功
• 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 离子鞘层
• 年，卷（期）: 2014,（9）
• 所属期刊栏目: 气体、等离子体和放电物理
• 页码范围: 095205-1-095205-10
• 页数: 1页
• 字数: 4019字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.63.095205

摘要

由于表面电磁波沿着介质-等离子体分界面传播，而很难通过对传统的表面波等离子体(SWP)源施加负偏压实现金属材料溅射，因此限制了SWP源的使用范围。近期，一种基于负偏压离子鞘导波的SWP源克服了这个问题，且其加热机理是表面等离激元(SPP)的局域增强电场激励气体放电产生。但是该SWP源放电过程的影响因素并未研究清晰，导致其最佳放电条件没有获得。本文采用粒子(PIC)和蒙特卡罗碰撞(MCC)相结合的模拟方法，探讨了负偏压离子鞘及气体压强影响SWP电离发展过程的放电机理。模拟结果表明，负偏压和气体压强的大小影响了离子鞘的厚度、SPP的激励和波模的时空转化，从而表现出不同的放电形貌。进一步分析确定，在负偏压200 V左右和气体压强40 Pa附近，该SWP源的放电效果最佳。