等离子体源离子注入过程中鞘层时空演化的计算机模拟

摘要

在等离子体材料表面加工技术应用中，等离子体鞘层的时空演化过程对等离子体与材料表面相互作用有着非常重要的意义。等离子体源离子注入(PSⅡ)，是将待注入的工件直接放在等离子体中，并在工件上施加一系列负高压脉冲，形成等离子体鞘层，离子在变化的电场中获得能量并注入到工件中。PSⅡ技术消除了一般束线离子注入所固有的视线限制，达到了表面改性的效果，也使得注入装置变得简单和价廉。 本文建立了一维无碰撞流体动力学模型，其中利用描述离子的连续性方程、动量方程、电子Boltzmann分布，以及描述鞘层中电势分布的泊松方程，研究出等离子体鞘层中各种物理量的时空演化规律。 针对柱形容器,考察了无附加电极和在中心轴线处放置零电位附加电极两种情况下，空心圆管内部等离子体鞘层的演化过程。得出了各自情况下鞘层中电势分布、离子密度分布，空心圆管内表面离子束流密度分布和离子注入剂量分布。 针对球形容器，考察了在中心放置零电位球形附加电极情况下的等离子体鞘层的演化过程。实验结果显示，等离子体源离子注入技术在球形容器上也同样得到了很好的应用。

目录

中文摘要:

1引言

2等离子体源离子注入过程中鞘层演化的物理过程研究

3空心圆管内等离子体源离子注入鞘层的数值模拟

4球形容器内等离子体源离子注入过程中鞘层的数值模拟

5结论

致谢

英文摘要:

参考文献：