双频电容耦合等离子体物理特性一维流体力学共15页

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双频容性耦合等离子体物理特性的研究

双频容性耦合等离子体物理特性的研究

驻波效应:
在超高频情况下,电磁波的波长l可以与放电装置的反应腔室 (或电极半径)R相当,从而可以在等离子体腔室内部激发 一个径向传播的电磁波,即驻波,引起等离子体密度径向不 均匀性。这对芯片刻蚀的均匀性影响很大。
Method for suppressing standing-wave nonuniformity
备。
1)半导体芯片加工 2)微电机系统(MEMS)加工 3)平板显示器的加工 4)衍射光栅的制备
微结构
微齿轮
等离子体刻蚀工艺的趋势
集成电路发展趋势:
•加工晶圆的面积更大 •特征尺寸越来越小 •集成度越来越高
对等离子体源的要求:
高的刻蚀率 •高度的均匀性 •高度的各向异性 •高度的选择性 •较低的介质损伤
目前一些半导体设备制造公司已经研制出或正在 研制这种等离子体刻蚀设备,如: 1)美国的Lam(泛林)公司 2)美国Applied Materials公司 3)日本Tokyo Electron 4)中微(上海)半导体设备制造有限公司(AMEC )
DF-CCP sources
SCCM-TE (TEL)
Exelan-CFE (Lam)
Enalber (AMT)
D92 SAC Etcher
~ 60MHz
D92 SiN mask Etcher
-
~ 162MHz
~
▶ Dual-CCP 4.5cm, 30mT
▶ Uniformity : - Dual cathode
2MHz
~ 13.56MHz
▶ Narrow Dual-CCP : 2.0cm, 40mT
▶ PR Selectivity : Heated top electrode

等离子体的流体力学与磁性

等离子体的流体力学与磁性

等离子体的流体力学与磁性等离子体是一种高度激发的气体状态,其中的电子和离子分子被剥离并形成带电粒子。

在自然界中,等离子体存在于太阳和其他恒星的核心,也存在于大气现象中,如雷电和极光中。

等离子体在现代科学和技术领域中有广泛的应用,包括聚变能源和等离子体技术等。

在研究等离子体的流体力学和磁性时,我们可以深入了解这个神秘而又重要的物质状态。

等离子体的流体力学是以流体的概念来描述等离子体的运动行为。

在等离子体中,粒子不再是固定在一定位置上,而是依靠碰撞来传递能量。

等离子体中的粒子和场的相互作用导致了多种电磁现象,如等离子体流体的整体运动和湍流。

等离子体流体力学的研究不仅可以帮助我们理解太阳和恒星的核心运动,也可以应用于聚变能源的开发。

等离子体的磁性是指在外磁场的影响下,等离子体中的运动粒子会受到Lorentz力的影响。

由于粒子带电,它们在磁场中会受到力的作用,改变其运动轨迹。

这种磁性力使得等离子体在外界磁场的作用下产生了磁约束效应。

这种效应被广泛应用于等离子体装置,如聚变反应堆和等离子体发光器件。

通过研究等离子体的磁性,我们可以探索等离子体的稳定性和激发态,并寻求更好的等离子体控制方法。

在等离子体的流体力学和磁性研究中,数学模型发挥着重要的作用。

通过建立动力学方程组和磁场方程,我们可以从微观尺度上描述等离子体的运动行为。

这些方程可以通过数值模拟和实验观测进行验证和分析,从而深入了解等离子体的性质和特性。

通过数学模型的研究,我们可以预测等离子体在不同条件下的行为,并为等离子体技术的发展提供理论指导。

然而,等离子体的流体力学和磁性仍然存在许多挑战和未解之谜。

由于等离子体的高度激发状态,它们的运动行为往往不稳定且复杂。

解决这些问题需要进一步的研究和技术突破。

同时,等离子体在实际应用中也面临着许多难题,如能量损失和杂质控制等。

只有克服这些挑战,我们才能更好地应用等离子体技术,推动科学技术的发展。

总之,等离子体的流体力学和磁性是一个充满挑战和机遇的领域。

电感耦合放电对双频容性耦合Ar-N2等离子体物理特性的影响

电感耦合放电对双频容性耦合Ar-N2等离子体物理特性的影响

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
电感耦合放电对双频容性耦合Ar-N2 等离子体物理特性
的影响
电感耦合等离子体增强的容性耦合等离子体是一种新的等离子体源,
采用这种放电方式可以获得高密度均匀的等离子体。

本文主要利用朗缪尔单探
针对以下几种放电方式的等离子体性质进行诊断:
①双频(60,13.56MHz)容性耦合等离子体;
②电感(13.56MHz)耦合等离子体;
③电感(13.56MHz)耦合增强的双频(60,13.56MHz)容性耦合等离子体。

通过研究电感耦合放电对容性耦合放电的影响,以及电感耦合功率、混
合气体比例等宏观参量对等离子体特性的影响,获得材料处理的最佳条件。


验发现当气压是5Pa 时:
①双频容性耦合等离子体密度是1010 cm-3 左右,极板边缘处等离子体密度较低,中心处较高。

随着氩气比例增加,等离子体密度提高,电子温度降
低。

②电感耦合等离子体放电,随着氩气比例增加,等离子体密度增大。


氩气比例增加到70%,等离子体密度发生数量级改变,高于双频容性耦合等离
子体。

③电感耦合增强的双频容性耦合等离子体密度较高,当氩气比例是
80%,容性电感耦合功率200W 时,组合放电等离子体密度最高,均匀性较好,电子温度升高,径向差别不大。

通过实验得出,当氩气比例为80%,容性高低频功率分别为150 和
50W,电感耦合功率是200W 时,双频(60,13.56MHz)与电感(13.56MHz)组合。

等离子体流体力学的基本概念等离子体物理学和热核聚变等研究

等离子体流体力学的基本概念等离子体物理学和热核聚变等研究

等离子体流体力学的基本概念等离子体物理学和热核聚变等研究等离子体是物质的第四态,是指在高温或高能量激发下,原子的电子从原子核中解离出来,形成带正电的离子和自由电子的高度电离气体。

等离子体在宇宙中广泛存在,如恒星核心、星际空间和地球的电离层等。

研究等离子体的物理性质以及其在热核聚变等领域的应用对于理解宇宙的起源和发展以及未来的能源问题具有重要意义。

本文将介绍等离子体流体力学的基本概念,并探讨等离子体物理学和热核聚变等领域的研究进展。

一、等离子体流体力学的基本概念等离子体流体力学是研究等离子体的运动和相互作用的物理学分支。

等离子体流体力学基于流体力学的基本理论,但由于等离子体具有电磁性质和粒子统计行为,因此在等离子体流体力学中引入了电磁力学和统计力学的概念和方法。

等离子体流体力学的主要目标是描述等离子体的运动、传输和相互作用,以及在等离子体中产生的诸多物理现象,如磁约束和等离子体的稳定性等。

二、等离子体物理学等离子体物理学是研究等离子体的物理性质和行为的学科。

等离子体物理学主要包括等离子体的产生与诊断、等离子体的宏观行为和动力学以及等离子体与电磁场的相互作用等内容。

等离子体物理学的研究方法主要包括实验观测和理论模拟两种。

通过实验观测,科学家可以获取等离子体的基本参数和性质,如等离子体的温度、密度、电子能谱等;而通过理论模拟,科学家可以从宏观和微观的角度解释等离子体的形成和演化过程,揭示等离子体中的物理机制和规律。

三、热核聚变热核聚变是一种核反应过程,也是太阳和恒星的能量来源。

热核聚变的基本原理是将轻元素(如氢和氘)的原子核融合成较重元素(如氦),并释放出巨大能量。

在地球上实现热核聚变需要高温和高密度的等离子体环境,因此等离子体物理学和热核聚变的研究紧密相关。

当前最有希望实现热核聚变的方法是通过磁约束聚变实验,其中等离子体被磁场约束在空间中,并通过外部能量加热以达到聚变所需的温度。

四、研究进展在等离子体流体力学和物理学的研究领域,科学家们取得了许多重要的进展。

双频容性耦合等离子体简介.

双频容性耦合等离子体简介.

4
双频容性耦合电源示意图
双频容性耦合等离子体源示意图
5
双频容性耦合等离子体

在电源偏压 Vrf 一定的条件下,等离子体密度 n 正 比于电源频率ω 的平方,即
n Vrf
2

结论:DF-CCP源中高频电源的频率决定了等离子 体的离子密度。
6
双频容性耦合等离子体

在极板相邻的区域会产生等离子体鞘层,形成一 个电场强度E很大,方向从等离子体区域指向极板 的鞘层电场,由于离子运动速度慢,其穿越鞘层 电场所用时间大于高频源的周期,因此离子只响 应高频平均电场,故而高频源对离子能量的控制 有限。为有效控制鞘层区域中离子的运动,需要 降低电源的频率。
•双频容性耦合等离子体
1
容性耦合和感性耦合等离子体放电
CCP:放电空间相对于电源 为电容区域,依靠两端形成 的电场供电
ICP :放电空间相对于电源 处在电感内,依靠激发磁场 感应出的环形电场供电
2
研究双频容性耦合等离子体的意义

在传统的单频容性耦合等离子体 中,如果想要提高等离子体密度, 就需要提高施加的偏压,这样会 导致离子获得更高的能量,高能 离子轰击到用于刻蚀的基片上时 会损害基片。但不施加高偏压, 会使等离子体密度不高,刻蚀速 率低。 寻求解决办法:
12
实际应用中所用DF-CCP源频率和其他发展

工程应用中常用到的频率组合为60MHz/2MHz、 27.1MHz/2MHz、和160MHz/13.56MHz 在 研 究 内 容 中 , 除 上 述 , 对 工 频 ( 50Hz ) 、 9600Hz的交流电乃至直流电源,脉冲电源的耦合 也有研究。进一步有对于三源供电CCP的研究
VLF VHF

等离子体物理学中的等离子体流体力学模型

等离子体物理学中的等离子体流体力学模型

等离子体物理学中的等离子体流体力学模型等离子体物理学是一门研究离子化气体、等离子体的运动、性质及其相互作用的学科。

而等离子体流体力学模型则是等离子体物理学中的一个重要分支,它描述了等离子体的运动行为以及相应的物理过程。

1. 等离子体概述等离子体是一种由电离粒子和电子组成的气体状态,它具有高温、高密度和高电离度等特征。

等离子体广泛存在于自然界中,如恒星、闪电和磁层等地方,也可通过人造设备如离子源产生。

2. 等离子体流体力学模型的发展等离子体流体力学模型的发展有赖于对等离子体物理性质的深入研究和对流体力学模型的改进。

最早的等离子体流体力学模型是基于流体力学方程进行推导的,但随着研究的深入,人们逐渐认识到等离子体具有更为复杂的性质,无法完全符合传统流体力学模型。

3. 多流体模型多流体模型是等离子体流体力学中常用的一种模型,它将等离子体分为不同组分,并建立了各组分之间的耦合关系。

这种模型在等离子体中考虑了离子、电子、中性粒子等的分布和相互作用,能够较好地描述等离子体的运动及其相关物理过程。

4. 磁流体力学模型在某些情况下,磁场对等离子体的运动具有重要影响,因此研究人员提出了磁流体力学模型,该模型在多流体模型的基础上考虑了磁场的作用。

磁流体力学模型在等离子体物理学的研究中具有重要应用,如等离子体在等离子体聚变领域的研究中起到了至关重要的作用。

5. 粒子模拟方法除了流体力学模型外,粒子模拟方法是等离子体流体力学研究中的另一种重要手段。

粒子模拟方法通过模拟等离子体中个体粒子的运动,从微观层面上揭示了等离子体的运动规律,可以更加准确地描述等离子体的特性。

6. 应用领域等离子体流体力学模型在众多领域中有广泛的应用,如等离子体聚变、等离子体推进技术、等离子体加工等。

通过对等离子体流体力学的研究,人们能够更好地理解等离子体的特性,以及应用于相关领域中的潜在机制和效应。

总结:等离子体流体力学模型是等离子体物理学中的一个重要分支,它描述了等离子体的运动行为及其相应的物理过程。

等离子体物理学课件

等离子体物理学课件

计算机模拟技术是研究等离子体的有力工具,通过建立数学模型和数值算法,可以模拟等离子体的演化过程和行为,为实验研究和理论分析提供重要支持。
粒子模拟技术通过跟踪等离子体中每个粒子的运动轨迹,可以详细模拟等离子体的微观行为和演化过程。流体模拟技术将等离子体视为连续介质,通过求解流体方程组来描述等离子体的宏观行为。混合模拟技术则结合了粒子模拟和流体模拟的优点,能够同时考虑等离子体的微观和宏观行为,提供更准确的模拟结果。
等离子体物理学课件
目录
CONTENTS
等离子体物理学概述等离子体的基本理论等离子体的实验技术等离子体物理学的应用实例等离子体物理学的未来展望
等离子体物理学概述
总结词
等离子体是一种由自由电子和带正电的离子组成的气态物质,具有导电性和热传导性。
详细描述
等离子体是一种高度电离的气态物质,其中包含大量的自由电子和带正电的离子。这些粒子在空间中广泛分布,可以导电并传递热量。等离子体的状态可以通过温度、压力和成分等参数进行描述。
等离子体物理学的未来展望
等离子体物理学的实验研究需要高能物理设备,且等离子体的控制和稳定性也是一大挑战。此外,等离子体的理论模型和数值模拟也需要更深入的研究。
随着科技的不断进步,等离子体物理学的应用领域越来越广泛。例如,等离子体在材料科学、环境保护、新能源等领域的应用前景广阔,这为等离子体物理学的发展提供了更多的机遇。
光谱诊断技术利用等离子体发射或吸收光谱的特征,可以测量等离子体的电子温度、密度、化学成分等参数。粒子测量技术通过测量等离子体中的粒子速度、能量等参数,可以了解等离子体的动力学行为。电磁测量技术可以用来测量等离子体的电磁场强度和分布,进一步揭示等离子体的电磁行为和演化过程。
诊断技术

双频容性耦合等离子体刻蚀工艺的物理基础

双频容性耦合等离子体刻蚀工艺的物理基础

100%
化学反应
等离子体中的活性粒子与材料表 面发生化学反应,生成挥发性物 质。
80%
离子注入
高能离子注入材料表面,引起晶 格畸变和缺陷形成。
双频容性耦合等离子体刻蚀的增强机制
双频共振
通过双频电源激发等离子体, 使电子在两个频率下共振,提 高等离子体密度和活性。
耦合效应
两个频率的电场在空间上产生 叠加,增强电场强度,促进电 子碰撞和激发。
等离子体刻蚀技术简介
等离子体刻蚀是一种广泛应用的微纳 加工技术,利用等离子体中的活性粒 子与材料表面发生化学或物理反应, 实现材料的去除或改性。
等离子体刻蚀技术具有高精度、高效 率、低损伤等特点,被广泛应用于微 电子、纳米科技、光电子等领域。
等离子体刻蚀技术简介
等离子体刻蚀是一种广泛应用的微纳 加工技术,利用等离子体中的活性粒 子与材料表面发生化学或物理反应, 实现材料的去除或改性。
主题简介
双频容性耦合等离子体刻蚀工艺是一种先进的半导体制造工艺, 用于在硅片上刻蚀微细结构。
该工艺利用高频电场激发的等离子体进行刻蚀,具有高精度、高 效率和高一致性的特点。
研究背景和意义
随着半导体技术的不断发展,对微细结构刻蚀的要求越来越高,传统的刻蚀方法 已经难以满足需求。
双频容性耦合等离子体刻蚀工艺作为一种新兴技术,具有广阔的应用前景和市场 价值,因此对其物理基础进行研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
研究成果总结
成功实现了双频容性耦 合等离子体刻蚀工艺, 提高了刻蚀速率和均匀 性。
深入研究了等离子体中 各种粒子的行为,揭示 了刻蚀过程的物理机制 。
通过实验和模拟相结合 的方法,验证了理论模 型的正确性和有效性。

等离子流体力学

等离子流体力学

等离子流体力学
等离子体力学(Plasma Physics)是研究等离子体性质、特性和应用的一门学科。

等离子体是一种带正电荷的气体,它的电磁性质具有电介质和导体的特点,因此等离子体力学需要综合运用电磁学、热力学、气体动力学、量子力学等物理学知识。

等离子体在太阳、恒星等宇宙物理现象中普遍存在,也是等离子体显示技术、聚变科学和高能物理研究中的主要应用领域。

等离子流体力学则是将流体力学的理论方法应用到等离子体研究中的一个分支,可以用于描述等离子体的动力学行为和宏观特性。

与传统流体的运动性质不同,等离子体中的离子和电子不仅受到流体动力学的作用,还受到电磁场的耦合作用,需要考虑等离子体的电磁性质和热力学性质。

等离子体的物理性质和行为与空间和时间尺度有着密切关系,因此等离子流体力学的数值模拟和实验研究具有极大的挑战性。

等离子体

等离子体

第三部分与等离子刻蚀相关的基本概念1.1等离子体的基本特征等离子体是指具有宏观时空尺度的由带等量异号电荷的微观粒子及中性成分共同组成的一种准电中性、多粒子体系,被称为物质的第四态。

在等离子体中,起主要作用的长程电磁力使得带电粒子的运动不仅与临近的粒子有关,而且受到远处带电粒子的影响,这使得等离子体中存在着极其丰富的集体效应和集体运动模式。

由于带电粒子的存在,使等离子体的运动与电磁场的运动紧密耦合。

等离子体的基本属性由带电粒子的动力学特性决定,带电粒子的输运特性会直接或间接地影响粒子的激发、退激发和电离、复合等过程。

等离子体按其体系温度的相对高低,则可分为高温等离子体与低温等离子体。

高温等离子体的温度高达106~109 K,低温等离子体的温度从室温到105 K 左右。

低温等离子体通常由气体放电或其它热、光激发方式产生,它一般是弱电离、多成分的,并与其它物质有强烈的相互作用。

根据电子与离子和中性粒子的热平衡状态,低温等离子体又可分为热等离子体和冷等离子体两大类。

热等离子体是近局域热平衡等离子体,如弧光放电、高频感应耦合放电等所产生的等离子体,其所有粒子(电子、离子和中性粒子)具有大体一致的温度,达到几千至上万度,常被应用于一些需要进行高温处理的工艺,如等离子体冶金、切割和焊接等。

冷等离子体是非平衡等离子体,其轻粒子(电子)的温度远高于重粒子(离子和中性粒子)的温度,体系中电子温度可达数万度,而中性气体分子代表的体系温度则很低,从稍高于室温至几百度。

冷等离子体通常是由低气压下的稀薄气体用直流、射频、微波等激发辉光放电或常压气体电晕放电、介质阻挡放电而产生。

这种非平衡性对等离子体化学与工艺过程非常重要[1],一方面电子有足够高的能量使反应物分子激发、离解和电离,产生大量的电子、离子及激发态的原子、分子和自由基等,为反应提供活泼的活性粒子;另一方面反应体系又得以保持低温甚至接近室温,为化学反应提供了较好的淬冷条件,保证了反应定向进行和产物的获取。

双频容性耦合等离子体简介资料

双频容性耦合等离子体简介资料

低频功率30W,放电气压5Pa时,N2和N2+的转 动温度和振动温度随高频功率的变化
11
DF-CCP中N2和N2+的TR和TV随放电气压的变化


结论:
N2+ 和 N2 的 振 动温度随气压 增大而减小 N2+ 和 N2 的 转 动温度随气压 增大而缓慢上 升

高频功率为100W,低频功率30W,N2和N2+的转 动温度和振动温度随放电气压的变化
VLF VHF

满足上式时,低频电压控制了到达基片上的离子的能量
8
双频容性耦合等离子体

当高频电源和低频电源的频率相差很大,即满足下式时
HF LF

可以同时满足
2 2 HF VHF LF VLF
VLF VHF

实现解耦 根据计算机模拟,当ω LF/ω HF≤0.1时,可以实现解耦

Байду номын сангаас
13
结束
14
单频容性耦合等离子体源示意图

实现等离子体密度和离子能量的分别控制
3
双频容性耦合等离子体
Dual-Frequency Capacitively Coupled Plasma (DF-CCP)
双频容性耦合等离子是近年来发展起来的一种新型 等离子体源,由于采用了一个高频电源和一个低频 电源共同驱动等离子体,可以实现相对独立的控制 到达基片上离子的通量和能量,因而可能在纳米线 宽电子器件的刻蚀加工中得到应用。
4
双频容性耦合电源示意图
双频容性耦合等离子体源示意图
5
双频容性耦合等离子体

在电源偏压 Vrf 一定的条件下,等离子体密度 n 正 比于电源频率ω 的平方,即

第一章 等离子体物理基础

第一章 等离子体物理基础

-准电中性条件:
1 pe
s vs / ps
vs kTs / ms
等离子体的基本性质
其他特征量 -朗道长度

L
-库仑碰撞
q q kT
1.6710
b0
3
Z Z T (K )
[cm]
b0 tan 2 b

q q m u 2
等离子体的基本性质

4ne e 2 d 2v e dE 2 v pe v dt2 me dt me
4ne e 2 2 pe me
等离子体的基本性质

等离子体振荡频率
4ne e 2 2 pe me
2 2 2 2 p pe pi pe
-考虑离子响应,则
4ns qs2 2 ps ms

粒子平均间距
d n1/ 3 D
等离子体的基本性质
等离子体振荡 -在德拜屏蔽推导中,我们假设由于扰动引起的等离子体 响应达到平衡或稳态,实际上电子具有惯性,不会在 恢复到电中性时就停下,而是继续运动,形成等离子 体内部电子的集体振荡。 -只有通过碰撞或其他耗散方式把能量转变为无轨热运动 能量,才能达到平衡或稳态。 dv eE E 4j 4ne ev dt me t
研究生课程
等离子体物理基础
二室 裴文兵 2005年
目录
第一章
• • •
绪论
等离子体的定义 等离子体存在条件
等离子体的基本性质
第一章 绪论
• • •
等离子体的定义 等离子体存在条件 等离子体的基本性质
等离子体的定义



什么是等离子体? 电离气体 带电粒子对气体性质产生显著影响

电容耦合等离子体 能源与动力工程系

电容耦合等离子体 能源与动力工程系

电容耦合等离子体能源与动力工程系电容耦合等离子体能源与动力工程系是一个专注于研究和应用电容耦合等离子体技术的学科领域。

电容耦合等离子体技术是一种新型的能源与动力工程技术,它利用电容耦合等离子体来实现能源的转换和动力的传递,具有高效、环保、可控等优点。

电容耦合等离子体技术是利用电容耦合等离子体的性质来实现能源转换的一种技术。

电容耦合等离子体是一种在低温和大气压下产生的等离子体,它具有较高的电导率和能量转换效率。

在电容耦合等离子体技术中,通过施加电场和电流来激发等离子体,将电能转化为热能、光能或化学能等形式的能量。

这种能源转换方式具有高效、环保、可控等特点,可以应用于各种能源与动力工程领域。

电容耦合等离子体技术在能源领域有着广泛的应用。

其中一个重要的应用是在太阳能领域中。

太阳能是一种清洁、可再生的能源,但其转化效率相对较低。

而采用电容耦合等离子体技术可以将太阳能转化为等离子体能量,提高能源的转换效率。

另外,电容耦合等离子体技术还可以应用于燃料电池、核能和风能等领域,提高能源利用效率,减少能源消耗。

在动力工程领域,电容耦合等离子体技术可以用于实现动力传递。

传统的动力传递方式主要依靠机械传动或电磁传动,存在能量损耗和传递效率低等问题。

而采用电容耦合等离子体技术可以实现无接触、高效率的动力传递。

通过将电能转化为等离子体能量,可以实现对动力的无线传递,提高动力传递的效率和可靠性。

这种技术在无人机、智能交通和工业自动化等领域有着广泛的应用前景。

电容耦合等离子体能源与动力工程系致力于推动电容耦合等离子体技术的研究和应用。

该系开展了一系列的科研项目,涉及能源转换、动力传递、新能源应用等多个方面。

通过开展实验研究和理论分析,该系致力于提高电容耦合等离子体技术的效率和可控性。

并且,该系还与相关领域的企业和机构进行合作,推动电容耦合等离子体技术的产业化应用。

电容耦合等离子体能源与动力工程系是一个专注于研究和应用电容耦合等离子体技术的学科领域。

等离子体物理一

等离子体物理一
B2 ( B) B ( B ) B ( ) 2
(6)
2 m 2 v B2 vB c 4 (v// ) B ( ) qB 2 2
(7)
3. B // B
B 0
r
思考:赤道环电流的形成?
1 B (rBr ) z 0 r体:
由大量正负带电粒子组成(可能还有中性粒子)、在空间尺度 l D 和时间尺度 1/ pe 具有准电中性、在电磁及其他长程力作用下粒 子的运动和行为是以集体效应为主的体系。
等离子体物理学:
等离子体的整体形态和集体运动规律等离子体与电磁场及与其他形态 物质的相互作用。基本问题有:波与粒子相互作用,等离子体加热、 湍流和输运,边界层,磁重联等。。 受控核聚变,宇宙空间(磁层、电离层、行星际、太阳和导 航)。
qB
(2)
FB vF qB2
对力F:电场力、重力、磁场梯度力,q=±e
vE EB B2 mg B qB2
电场力 重力
不产生电流 产生电流
(3)
vg
(4 )
磁场梯度力
1 2 B FB B mv 2 B 1 1 B B2 2 B B 2 vB m v m v ( ) (5) 3 4 2 qB 2 qB 2 2 2 m v// Rc B 2. 磁力线弯曲 F m v// R vc 2 2 c 2 qB R R c
L D
德拜半径是等离子体系统的基本长度单位,可以粗略地认为,等离子 体由许多德拜球组成。在德拜球内,粒子之间存在着以库仑碰撞为特
征的两体相互作用;在德拜球外,由许多粒子共同参与的集体相互作
用。
等离子体振荡与振荡频率 模型:
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