模拟朗缪尔探针伏安特性的非线性电子负载的设计与样机研制

研发了一套模拟朗缪尔探针伏安特性的非线性电子负载,由载波相移正弦脉宽调制(CPS-SPWM)技术的级联型H桥变流器与双向DC/DC变换器两部分组成。通过对电子负载设计方案开展建模仿真验证及样机初步测试表明,该系统基本达到了预期要求,可用于探针电源相关参数的测试及探针后端电子学系统的联合调试。

甚高频激发容性耦合氩等离子体的电子能量分布函数的演变

甚高频激发的容性耦合等离子体由于离子通量和能量的相对独立可控而受到人们的关注.本文采用朗缪尔探针诊断技术测量了40.68 MHz激发的容性耦合Ar等离子体的特性(如电子能量概率分布、电子温度和密度等)随宏观参量的演变情况.实验结果表明,电子能量概率分布随着气压的增加从双麦克斯韦分布逐步转变为单麦克斯韦分布并最终演变为Druyvesteyn分布,而射频激发功率的增加促进了低能电子布居数的增强;在从等离子体放电中心移向边界的过程中,低能电子的布居数显著下降,而高能电子的布居则有所上升;放电极板间距的变化直接导致了等离子体中电子加热模式的转变.另外,我们也对等离子体中的高低能电子密度和温度的分配情况进行了讨论.

13.56MHz低频功率对60MHz射频容性耦合等离子体的电特性的影响

使用补偿朗缪尔探针诊断技术,研究了60 MHz/13.56 MHz双频激发容性耦合等离子体的空间电子行为,得到了电子能量概率函数(EEPF)随径向位置和低频输入功率的演变行为.实验结果表明,13.56 MHz射频输入功率的变化主要影响低能电子的布居,其影响随气压升高而加大.在等离子体放电中心以外,EEPF呈现出双峰分布的特性,同时发现从放电中心到极板边缘,次能峰有逐渐向高能区漂移的现象,次能峰的出现显示了中能电子的增强的加热效应.通过EEPF方法,计算了等离子体的电子温度、电子密度.讨论了等离子体中的电子加热机理.

60MHz电容耦合等离子体中电子能量分布函数特性研究

甚高频(频率大于30 MHz)耦合放电源由于能产生大面积高密度的等离子体而受到了人们的广泛关注.采用电流、电压探针以及朗缪尔探针诊断技术对60 MHz射频激发产生的容性耦合等离子体的放电特性及电子行为进行了研究.实验结果表明,等离子体的等效电阻/电容随着射频输入功率的增加而减小/增加;等离子体中电子行为不仅依赖于射频输入功率,还与放电气压密切相关;放电气压的增加导致电子能量概率分布函数(EEPF)从双温Maxwellian分布向Druyvesteyn分布转变,而且转变气压远低于文献所报道的数值,这主要是由于在60 MHz容性耦合等离子体中电子反弹共振加热效率大为降低.