並列演算プロセッサによる非平衡プラズマのモンテカルロシミュレーション解析

使用并行处理处理器对非平衡等离子体进行蒙特卡罗模拟分析

• 批准号: 05750250
• 负责人: 伊達 広行
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750250/
• 关键词: 非平衡プラズマ; 電子スオーム; モンテカルロ法; 高速並列演算プロセッサ; タウンゼント放電; 電子到着時間分布; スオームパラメータ; ボルツマン方程式

非平衡プラズマは、電子エネルギーのみが非常に高く他の中性粒子やイオン等が常温に近いという特性を有するため、容易にガラス容器や金属チャンバに閉じ込めることができる一方、プラズマ内で電子衝突を通して種々の反応を誘起することができる。このため半導体製造プロセスをはじめとする多くの分野で応用されつつある。本研究はそうした応用を促進すべく、弱電離非平衡プラズマを特徴づける電子エネルギー分布やプラズマパラメータ(スオームパラメータ)を高速並列演算プロセッサを用いたシミュレーション解析により算出しようとするものである。今年度の研究成果は以下のとおりである。(1)超高速アクセラレータボードをPC98系のパーソナルコンピュータに接続し、高速並列演算処理ハードウエアシステムを構成した。(2)種々のテストプログラムの他、これまでに作成したボルツマン方程式解析の基本プログラムをこのシステム上で実行させ、通常のパーソナルコンピュータの100倍以上、大型計算機システムと同レベルの高速演算が可能であることを確認した。(3)このシステム上でのモンテカルロ法による計算に先立ち、N_2ガス中での電子スオームの到着時間分布解析をボルツマン方程式を用いて行った。これは、電子スオームの発達モデルに対する実際の実験観測法に直接対応する理論解析であり、これにより、モンテカルロシミュレーションにおけるサンプリング法の基本的指針等を得た。(4)(3)での解析をモンテカルロ法によっても容易に実現し得るよう既存のプログラムを修正・改良し、上記システム上で稼動させた。現在、さらに不平等電界条件を組み入れたものになるよう改良を進めている。

Non-equilibrium electron generation is very high and neutral particles are very close to normal temperature. It is easy to contain and close metal particles. It is easy to induce electron collision in one side and electron collision in the other. The semiconductor manufacturing industry is divided into many fields. This study is aimed at solving the problem of high speed parallel calculation of electron density and electron density. This year's research results are as follows. (1)The PC98 system is composed of high-speed parallel processing and high-speed parallel processing. (2)This is the confirmation of the possibility of high-speed calculation of large-scale computers, which is more than 100 times higher than that of ordinary computers, and the possibility of high-speed calculation of large-scale computers. (3)The calculation of the time distribution of the electron in the system is based on the equation of the time distribution of the electron. This is a theoretical analysis of the development of electronic technology and the practical measurement method. The basic pointers of the technology are obtained. (4)(3) The analysis method is easy to realize, and the existing method is modified, improved, and recorded. Now, the unequal electric field conditions are grouped into two groups, and the improvement is carried out.

项目成果

H.Itoh,T.Matsumura,K.Satoh,H.Date,Y.Nakao & H.Tagashira: "Electron transport coefficients in SF_6" J.Phys.D:Appl.Phys.Vol.26. 1975-1979 (1993)

H.Itoh、T.Matsumura、K.Satoh、H.Date、Y.Nakao

伊達、長谷川、近藤、下妻、田頭: "N_2気中の電子スウォーム到着時間分布解析" 電気学会論文誌A. 113巻12号. 826-834 (1993)

Date，Hasekawa，Kondo，Shimotsuma，Tagashira：“N_2 空气中电子群到达时间分布的分析” 日本电气工程师学会会刊 A. Vol. 113，No. 12. 826-834 (1993)

伊達、近藤、田頭: "電子スオームの到着時間分布を与える発展方程式に関する検討" 北海道大学医療技術短期大学部紀要. 第6号. 149-153 (1993)

Date，Kondo，Tagashira：“给出电子群到达时间分布的演化方程的研究”北海道大学医学技术学院通报第 6. 149-153 号（1993）。

H.date,H.Hasegawa,K.Kondo,M.Shimozuma & H.Tagashira: "Analysis of the arrival-time spectra of electron swarms" Proc.of 46th Annual Gaseous Electronic Conference. EB-3. 22 (1993)

H.伊达、H.长谷川、K.近藤、M.Shimozuma

H.date,K.Kondo & H.Tagashira: "Transverse electron swarm parameters by a Fourier transformed Boltzmann equation analysis" J.Phys.D:Appl.Phys.Vol.26. 1211-1214 (1993)

H.伊达,K.近藤