等离子体浸没离子注入球形靶的鞘层尺度

【摘要】：对于等离子体浸没离子注入 (PIII)技术 ,球形靶鞘层尺度预测对真空室设计、批量处理研究等是十分有用的。但由于球形靶鞘层Child Langmuir定律数学表达的非线性使得工程应用较为困难。本文对球形靶的鞘层尺度进行了数值求解、讨论了注入参数对鞘层尺度的影响。计算结果表明 ,鞘层厚度 (包括离子阵鞘层和稳态鞘层 )随球体半径或注入电压增加而增加 ,随等离子体密度增加而减小。但对于不同的参数区间 ,鞘层特性对参数的变化表现出不同的敏感性。当等离子体密度较高、注入电压较低时 ,稳态鞘层厚度对于靶体半径的变化极不敏感。相反鞘层厚度对靶体大小变化较为敏感。虽然平面靶与球形靶的离子阵鞘层尺度比值与等离子体密度及球体半径有关 ,但平面靶稳态鞘层尺度总是大于球形靶的。这对于实际的PIII应用具有重要的指导意义。