Д.В. Колодко1, И.А. Сорокин2, В.П. Тараканов3
1,2 ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (г. Фрязино, Россия)
3 ФГБУН «Объединенный институт высоких температур» РАН (Москва, Россия)
Постановка проблемы. В настоящее время назрела необходимость разработки научных основ технологических плазменных процессов для бездефектных синтеза и обработки наноразмерных структур для их применения в наноэлектронике. Цель. Разработать метод численного расчета параметров воздействия ионного потока на образец для реальной геометрии пучково-плазменной установки.
Результаты. Создана численная модель воздействия пучково-плазменного разряда (ППР) электронным пучком в отсутствие буферной плазмы и продольного магнитного поля. Установлено, что код КАРАТ позволяет решать задачу по развитию пучковой неустойчивости в отсутствие буферной плазмы. Показано, что пучковая неустойчивость развивается и в отсутствие продольного магнитного поля, а электрическое поле, создаваемое неустойчивостью, не влияет на периферийную плазму. Проведена экспериментальная апробация результатов численного моделирования. С помощью созданной модели получены распределения концентрации плазмы и электронной температуры, которые качественно соответствуют экспериментальным.
Практическая значимость. Представленная модель плазменного слоя позволяет подбирать оптимальные режимы плазмохимического реактора на базе пучково-плазменного разряда для реализации процессов бездефектной ионноплазменной обработки и синтеза наноразмерных структур.
Колодко Д.В., Сорокин И.А., Тараканов В.П. Компьютерная модель плазменного слоя, формируемого электронным пучком
// Нелинейный мир. 2021. Т. 19. № 2. С. 14−17. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700970-202102-03
- Lieberman M.A., Lichtenberg A.J. Principles of plasma discharges and materials processing. 2005. V. 66.
- Tarakanov V.P. Multipurpose electromagnetic code KARAT // Math. Model. Probl. Results. Moscow: Nauka. 2003. P. 456–476.
- Tarakanov V.P. User’s Manual for Code KARAT. Springfield: Berkley Research Associates. 1992.
- Тараканов В.П., Шустин Е.Г. Динамика пучковой неустойчивости в ограниченном объеме плазмы: численный эксперимент // Физика плазмы. 2007. V. 33. № 2. С. 151.
- Сорокин И.А., Шустин Е.Г. Профиль плотности слоя плазмы, формируемого электронным пучком // Физика плазмы. 2018. V. 44. № 10. С. 849–854.