等离子体基础知识介绍

confidential等离子体基础confidential等离子体技术应用confidential等离子体概念等离子体（plasma）是由自由电子和带电离子为主要成分的物质状态，常被称为物质的第四态。气体：电子被原子核约束等离子体：电子被电场或者磁场激发出原子核外层欧文-朗缪尔等离子体基本组成：电子、离子、中性粒子等离子体基本特征：-准电中性：等离子体宏观上表现为中性-集体行为：大量粒子综合的行为气体状物质confidential按等离子体的产生分类自然等离子体极光，闪电，电离层等广泛存在于宇宙中实验室等离子体日光灯的放电，射频放电，受控核聚变中的高温等离子体等实验室人为产生按等离子体电离程度分类强电离等离子体电离度大于1%日冕、核聚变等弱电离等离子体电离度小于1%低温等离子体等按等离子体温度分类高温等离子体温度在108—109K太阳、受控热核反应过程低温等离子体温度108K一般部分电离等离子体类别confidential射线辐照法光电离法激光等离子体热电离法激波等离子体气体放电法：在电场作用下，气体被击穿形成的等离子体产生方式confidential气体击穿定律帕邢定律：气体击穿电压与气体种类、压力、电极距离和频率源相关。RF击穿电压DC击穿电压帕邢confidential等离子体产生过程EnergyGasnucleusOrbitalelectronFreeelectronnucleusFreeelectronABA+BnucleusExcitedelectron•能量的供应•发生如下过程：-电离过程e+A→A++2e-激发过程e+A→A*+eA*→A+hγ(光子)-离解过程e+AB→A+B+e放电发生的本质是电子脱离原子核的束缚！confidential粒子密度：•电子密度、离子密度、中性粒子密度；•一般电子密度=离子密度，即为等离子体密度；粒子温度：•电子温度、离子温度、中性粒子温度；•热平衡等离子体内近似相等；非热平衡等离子体内电子温度远高于其他两种粒子温度；等离子体参数confidential平均自由程confidential德拜屏蔽等离子体判据：德拜长度：①静电力作用的屏蔽半径；②局域性电荷分离的空间尺度带电粒子附近的电场，被周围粒子的场“屏蔽”，在一定的空间外显电中性。confidential德拜长度与腔室设计confidential等离子体悬浮鞘层等离子体鞘层偏离电中性厚度约为德拜长度的数倍非等离子区域鞘层形成的原因是m+/me104绝缘面上的悬浮电位约电子电流=离子电流绝缘体表面的鞘层负的悬浮电位在等离子体与器壁或其中的物体表面的交界处，形成的一个电中性被破坏了的薄层eeiefTmmT5)2ln(2绝缘体的表面附着着大量电子