Influence of magnetic field strength on capacitively coupled CF4 discharge at different pressures
Influence of magnetic field strength on capacitively coupled CF4 discharge at different pressures
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不同压力下磁场强度对CF4电容耦合放电的影响
DOI：
10.1088/1361-6595/aca9f7
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发表时间：
2022-12
影响因子：
3.8
通讯作者：
Qiang Zhang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shali Yang;Hanlei Lin;Tianxiang Zhang;Yanli Peng;Qiang Zhang
通过负电 CF4 放电中的一维颗粒细胞/蒙特卡罗模拟研究了平行于电极的均匀磁场对等离子体特性和电子加热模式的影响。放电条件为Z = 3.5 cm，f = 13.56 MHz，V0=300 V，以及10 mTorr、100 mTorr和200 mTorr的各种气压。研究发现，在没有磁场的情况下，不同压力下的放电都是电负性的，并且压力越高电负性越强。当施加均匀磁场时，不同压力下电子密度显着增加，电负性有不同程度的降低。在 p = 10 mTorr 和 p = 100 mTorr 时，弱磁场会诱导从 α 和漂移双极 (DA) 模式的混合组合转变为纯 α 模式。在 p = 200mTorr 时，由相对较高的磁场引起从 DA 模式转变为 α 和 DA 模式的混合组合。引起模式转变所需的磁场强度在较高气压下变得更强。这是因为增加压力会减少平均自由程，而频繁的电子中性碰撞会扰乱电子的回转运动，从而大大减少磁场的影响。
The influence of a homogeneous magnetic field parallel to the electrodes on the plasma properties and electron heating mode was investigated by a one-dimensional particle-in-cell/Monte Carlo simulations in electronegative CF4 discharges. The discharge conditions are Z = 3.5 cm, f = 13.56 MHz, V0=300 V, and the various gas pressure of 10 mTorr, 100 mTorr and 200 mTorr. It is found that, in the absence of a magnetic field, the discharges are electronegative at different pressures and the electronegativity is stronger at higher pressure. When a homogeneous magnetic field is applied, the electron density significantly increases and the electronegativity decreases to varying degrees at different pressures. At p = 10 mTorr and p = 100 mTorr, a transition from a hybrid combination of α and drift-ambipolar (DA) modes into a pure α mode is induced by a weak magnetic field. At p = 200 mTorr, a transition from a DA mode into a hybrid combination of α and DA modes is induced by a relatively high magnetic field. The strength of the magnetic field required to induce mode transition becomes stronger at higher gas pressures. This is because increasing the pressure reduces the mean free path and the frequent electron-neutral collisions disrupt electron gyromotion, thus the effects of the magnetic field are greatly reduced.
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