비 맥스웰 전자 분포를 가지는 플라즈마에서의 볼츠만 관계식

Abstract

낮은 압력과 다양한 인가 전력 조건에 의해 만들어진 RF 유도 결합 플라즈마에서 볼츠만 관계식에 대한 실험적인 연구가 수행됐다. 측정된 전자 에너지 분포 함수는 낮은 인가 전력에서 높은 비율의 낮은 에너지 전자 그룹을 가졌으며, 반면에 높은 인가 전력에서는 높은 비율의 높은 에너지 전자 그룹이 관찰 되었다. 이러한 이중 맥스웰 전자 에너지 분포 함수에서, 반경 방향의 전자 에너지 분포 함수가 방전 소스의 중심부터 벽면 근처까지 측정되었다. 측정된 플라즈마 변수들을 이용하여 유효 전자 온도와 차폐 전자 온도가 계산되었다. 계산된 전자온도들은 볼츠만 관계식에 대입되었으며, 실험 시 측정된 반경방향의 전자밀도 구배와 비교가 이루어졌다. 또한 압력을 변경하여 방전 소스의 중심부터 벽면에서부터 이온 평균 자유 행로만큼 떨어진 부분까지 전자 에너지 분포 함수를 측정했다. 플라즈마 전위를 양극성 전위와 전 쉬스 영역까지 측정 할 수 있었으며, 두 전위 모두 차폐 전자 온도에 의해 지배 받는다는 것이 밝혀졌다.