摘要：为更好地理解低气压、弱电离条件下潘宁离子源放电过程中离子和电子的动力学行为,通过建立二维轴对称模型,采用粒子模拟与蒙特卡罗相结合(PIC/MCC)的方法,考虑了电子与氢气之间的弹性碰撞、激发、电离以及氢原子、离子之间的弹性碰撞和电荷交换等过程,对微型氢气潘宁离子源放电和引出过程进行了数值研究.考察了磁场位形、壁面二次电子发射系数、引出电压和充气压力对放电过程的影响,得到了实验中难以诊断得到的放电腔内电子与离子数密度分布,阳极电流、引出极离子电流、单原子氢离子比例和双原子氢离子比例等宏观参数与实验结果相一致.通过仿真使得对氢气潘宁放电机制的研究从定性过渡到定量,这对于潘宁离子源的设计和改进具有重要意义.

摘要：密封电真空器件的可靠性尤其重要 ,而影响其可靠性的主要因素是真空度。对于具有两个电极的密封电真空器件由于无法利用其自身的电极结构直接测定其真空度 ,因此需要研究并建立一种合适的真空度测量方法。分析了利用潘宁放电来测量两个电极的密封电真空器件真空度的工作原理 ,设计了测试实验装置 ,初步建立了密封电真空器件的潘宁放电模型 ,给出了有关实验数据。

摘要：为对样品实现表面清洁、表面刻蚀或深度分析,设计制造了潘宁放电型离子枪。通过阳极筒和一对阴极在磁场的作用下实现原子的离子化,通过调节离子所处区域的电位确定离子能量,通过静电透镜来实现离子的加速和聚焦。调节静电透镜的尺寸和相对位置,可以使离子束在出口处被聚焦。阳极筒和阴极的选材需要满足超高真空使用又要避免溅射。通过理论计算和模拟离子束流的轨迹,确定了离子枪各主要组件的参数。经过测试,工作距离为80 mm和氩气的工作气压为1.3×10^(-2) Pa时,2.5 keV氩离子束的束斑直径为12 mm,束流值为33μA。该离子枪可实现表面原子精度构造。

摘要：设计并制造了新的潘宁型等离子体源实验装置,分析了等离子体的发射光谱和产生A lN的动力学机理。在室温条件下,纯氮气的工作环境中用潘宁放电离子源溅射的方法,在S i(100)衬底上制备了纳米级的光滑平整A lN薄膜。本文用扫描电镜(SEM),原子力显微镜(ATM),红外吸收光谱(FT IR)和拉曼光谱(R am ansh ift)等测试分析技术用来研究了薄膜的微结构特征。

摘要：重新设计了潘宁型等离子体源实验装置,在低气压下得到了稳定的等离子体.分析了等离子体的发射光谱,得到了等离子体光谱强度与放电气压和放电电压之间的关系,并且对氮气的发射光谱进行了分析.

摘要：为更好地理解低气压、弱电离条件下潘宁离子源放电过程中离子和电子的动力学行为,建立了简化小型氢气潘宁离子源放电物理模型,采用粒子模拟与蒙特卡罗相结合(PIC/MCC)的方法,考虑了电子与氢气之间的弹性碰撞、激发、电离以及氢原子、离子之间的弹性碰撞和电荷交换等过程,实现了氢气潘宁离子源从放电到离子引出全过程的数值模拟。对结构优化前后潘宁离子源的电场和磁场进行了模拟计算,考察了空间不同位置处的离子和电子在其电磁场中的运动轨迹,分析了阳极电压和源内气压对放电过程的影响,得到了实验中难以在放电腔内诊断得到的电子与离子数密度分布,引出极离子电流等宏观参数与文献实验结果一致。通过数值模拟使得对氢气潘宁放电机制的研究从定性过渡到定量,这对于潘宁离子源的设计和改进具有重要意义。

摘要：根据大面积离子束辅助沉积MgO薄膜的需要 ,本文研究了具有并行阳极结构的宽束矩形冷阴极潘宁离子源。在简要说明冷阴极潘宁离子源基本原理的基础上 ,分析了在设计宽束矩形的离子源中主要考虑的问题 ,并给出初步的实验结果。

摘要：等离子体交叉场调制开关(简称PCMS管)采用外加磁场的设计,基于冷阴极潘宁放电原理产生等离子体。本文应用基于有限元法的多物理场仿真模拟软件Comsol 4.0对PCMS管器件模型进行二维建模;同时,建立了电子在磁场作用下的漂移扩散模型;分别对磁场大小以及磁场区域的变化进行了模拟计算,重点讨论磁场的引入对电子密度分布的影响,从而确定磁场的最佳设置。