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研究生:吳順吉
研究生(外文):Shun-chi Wu
論文名稱:電感式電漿源中非碰撞加熱機制之研究
論文名稱(外文):Collisionless Heating in Inductively Coupled Plasma
指導教授:柳克強
指導教授(外文):Keh-Chyang Leou
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:工程與系統科學系
學門:工程學門
學類:核子工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:94
中文關鍵詞:非碰撞加熱
外文關鍵詞:stochastic heatingcollisionless heating
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近來研究發現,在低壓力下,電漿中的加熱功率,遠大於歐姆加熱的預測值。其原因是由於電子的熱運動與不均勻電場間的作用所造成的共振,致使有能量的傳遞現象發生,這是一般歐姆加熱理論中所忽略的。由於此一加熱機制別於碰撞加熱,故被稱為非碰撞加熱機制。
本研究旨在以實驗量測探討電漿中的加熱效應。先在一固定腔體長度下進行碰撞及非碰撞加熱現象之探討,之後再改變腔體長度,以觀察改變腔體長度對加熱效應造成之影響。利用B-dot及Langmuir探針,我們可以量測到電漿源內感應磁場及粒子的能量分佈。之後,透過Maxwell方程式的處理及碰撞理論的分析,可以推得腔內的電場、電流密度及電漿中導電度的分佈。最後,利用電場、電流密度及電漿中導電度的分佈,可求得電漿內的吸收功率。
在本研究中,單一腔體長度下,磁場的走向及其相位的變化、電漿中感應電場存在的區域性極大值及其在石英窗附近的急速指數衰減、電漿電流的第二層反向電流的發生、電場與電流間的相位關聯及至於有負吸收功率的發生,這些現象基本上都和Godyak et al.[3,12-14]及Cunge et al.[2]的研究結果一致,此外,非碰撞加熱機制的存在,在本研究同樣也獲得證實。至於不同腔體長度的對加熱功率的影響,則仍無法歸納出一個一致的結論,但其對於腔體內電場及電流密度分佈的影響,則可清楚看出。

第一章 簡 介
第二章 文獻回顧
2-1 加熱理論
2-2 實驗量測
2-3 B-dot探針
第三章 原理介紹
3-1 加熱理論
3-1-1 碰撞加熱
3-1-2 非碰撞加熱
3-2實驗原理
第四章 研究方法與實驗系統介紹
4-1 實驗方法與步驟
4-2 電感式電漿系統
4-3 B-dot探針原理及製作
第五章 結果與討論
5-1 儀器與探針校正
5-1-1 向量電位計﹙Vector voltmeter﹚校正
5-1-2 校正磁場的量測及探針磁場絕對值校正
5-1-3其他校正
5-2 B-dot探針量測結果
5-2-1 感應電動勢及其相位
5-2-2 磁場及其相位
5-2-3 θ方向之感應電場及電流密度
5-3 Langmuir 探針量測結果
5-4 電漿中的吸收功率
5-4-1吸收功率密度
5-4-2 吸收功率通率﹙absorption power flux﹚
5-5 腔體長度之影響
第六章 結論
參考文獻

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