氮气空心阴极辉光放电等离子体离子的蒙特卡罗模拟研究

核聚变与等离子体物理 ›› 2006, Vol. 26 ›› Issue (2): 135-139.

氮气空心阴极辉光放电等离子体离子的蒙特卡罗模拟研究

张连珠1, 傅凤清1, 王增波2, 刘俊红3

（1.河北师范大学物理科学与信息工程学院石家庄 050016； 2.河北北方学院物理系, 张家口 075028; 3.石家庄学院物理系，石家庄 050035）

收稿日期:2005-10-10 修回日期:2006-02-15 出版日期:2006-06-15 发布日期:2012-01-21
作者简介:张连珠（1957-），女，河北张家口人，教授，主要从事低温等离子体动力学理论研究。
基金资助:
河北省自然科学基金资助项目（A2006000123）

Monte Carlo simulation of ions in nitrogen hollow cathode glow discharge plasma

ZHANG Lian-zhu1, FU Feng-qing1, WANG Zeng-bo2, LIU Jun-hong3

( 1.College of Physics, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050016; 2. Department of Physics, Hebei Beifang College, Zhangjiakou 075028; 3. Department of Physics, Shijiazhuang College, Shiajizhuang 050035)

Received:2005-10-10 Revised:2006-02-15 Online:2006-06-15 Published:2012-01-21

摘要/Abstract

摘要：

采用蒙特卡罗模型对氮空心阴极放电等离子体鞘层离子（N₂⁺、N⁺）的输运过程进行了模拟研究，计算了阴极鞘层中氮离子（N₂⁺、N⁺）的能量及角分布的空间变化和粒子密度及平均能量随放电参数的变化规律。研究结果表明：空心阴极放电产生的氮离子，在鞘层输运过程中，N₂⁺是密度几乎不变的低能粒子；N⁺是密度逐渐减少的高能粒子。随着电压增加，N⁺密度减小，平均能量增加；N₂⁺密度和平均能量变化不明显。能量及入射角的相对分布规律与平板电极氮直流辉光放电基本类似，但圆筒空心阴极放电更有利于氮离子的产生。

关键词: 氮圆筒空心阴极放电, 氮离子, 蒙特卡罗模型, 直流辉光放电

Abstract:

The ions (N₂⁺, N⁺) transport process in cathode sheath of nitrogen cylinder hollow cathode discharge plasma is studied using Monte Carlo simulation. Energy distribution and angular distribution of ions (N₂⁺, N⁺) in cathode sheath are calculated, and their variation behaviors with the discharge parameters are investigated. Results are compared with ones of the parallel flat electrode N₂ dc glow discharge under the corresponding conditions. It is shown that the nitrogen cylinder hollow cathode discharge will be beneficial to the production of the nitrogen ions.

Key words: Nitrogen cylinder hollow cathode discharge, Nitrogen ion, Monte Carlo simulation, DC glow discharge

中图分类号:

0539

张连珠1, 傅凤清1, 王增波2, 刘俊红3. 氮气空心阴极辉光放电等离子体离子的蒙特卡罗模拟研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2006, 26(2): 135-139.

ZHANG Lian-zhu, FU Feng-qing, WANG Zeng-bo, LIU Jun-hong. Monte Carlo simulation of ions in nitrogen hollow cathode glow discharge plasma[J]. NUCLEAR FUSION AND PLASMA PHYSICS, 2006, 26(2): 135-139.

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