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Saturation Ion Current Densities in Inductively Coupled Hydrogen Plasma Produced by Large-Power Radio Frequency Generator

引用

Plasma Science and Technology 2016年第9期18卷 907-911页

作者： WANG Songbai LEI Guangjiu BI Zhenhua H. GHOMI YANG Size LIU Dongping College of Physics and Information Engineering Fuzhou UniversityFuzhou 350108China Southwestern Institute of Physics Chengdu 610041China School of Physics and Materials Engineering Dalian Nationalities UniversityDalian 116600China Laser and Plasma Research Institute Shahid Beheshti UniversityEvinTehrarIran School of Physics and Mechanical&Electrical Engineering Xiamen UniversityXiamen 361005China

An experimental investigation of the saturation ion current densities （Jions） in hydrogen inductively coupled plasma （ICP） produced by a large-power （2-32 kW） radio frequency （RF） generator is reported, then some reasonable explanations are given out. With the increase of RF power, the experimental results show three stages： in the first stage （2-14 kW）, the electron temperature will rise with the increase of RF power in the ICP, thus, the Jions increases continually as the electron temperature rises in the ICP. In the second stage （14 20 kW）, as some H- ions lead to the mutual neutralization （MN）, the slope of Jio^s variation firstly decreases then increases. In the third stage （20-32 kW）, both the electronic detachment （ED） and the associative detachment （AD） in the ICP result in the destruction of H- ions, therefore, the increased amplitude of the Jions in the third stage is weaker than the one in the first stage. In addition, with the equivalent transformer model, we successfully Explain that the Jions at different radial locations in ICP has the same rule. Finally, it is found that the Jions has nothing to do with the outer/inner puffing gas pressure ratio, which is attributed to the high-speed movement of hydrogen molecules.

关键词： saturation ion current densities large-power RF generator outer/innerpuffing gas pressure ratio H- ion transformer model

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