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两种带电尘埃颗粒的等离子体鞘层玻姆判据

赵晓云 张丙开 张开银

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两种带电尘埃颗粒的等离子体鞘层玻姆判据

赵晓云, 张丙开, 张开银

The Bohm criterion for a plasma sheath with two species of charged dust particles

Zhao Xiao-Yun, Zhang Bing-Kai, Zhang Kai-Yin
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  • 采用流体方程和尘埃充电自洽模型研究了鞘边含有两种尘埃颗粒的等离子体玻姆判据. 通过拟牛顿法数值模拟了鞘边两种尘埃颗粒的存在对尘埃自身充电以及离子马赫数的影响. 两种尘埃颗粒中含量较少的尘埃颗粒数密度的增加, 导致两种尘埃颗粒表面悬浮势一个降低, 一个升高. 含量较少的尘埃颗粒的数密度越多和半径越小, 都会导致离子马赫数增大. 另外鞘边无论何种尘埃颗粒的速度增加, 鞘边离子马赫数都将减小.
    The fluid model and the self-consistent dust charging model are used to investigate the Bohm criterion for the plasma sheath including two species of charged dust particles. Numerical calculation results are obtained using quasi-Newton method. Effects of two species of dust particles on the dust charging and the ion Mach number are discussed. As the number density of the fewer dust particles is enhanced, different changes will take place on the surface potential of the two species of dust particles. Either more number density or smaller radius of the fewer dust particle may result in a larger ion Mach number. In addition, the ion Mach number will reduce when the velocity of any kind of dust particles at the sheath edge increases.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11273008, 51271059)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11273008, 51271059).
    [1]

    Roth R M, Spears K G, Stein G D, Wong G 1985 Appl. Phys. Lett. 46 253

    [2]

    Selwyn G S, Singh J, Bennett R S 1989 J. Vac. Sci. Technol. A 7 2758

    [3]

    Howling A A, Hollenstein C, Paris P J 1991 Appl. Phys. Lett. 59 1409

    [4]

    Boufendi L, Plain A, Blondeau J P, Bouchoule A, Laure C, Toogood M 1992 Appl. Phys. Lett. 60 169

    [5]

    Carlile R N, Geha S S 1993 J. Appl. Phys. 73 4785

    [6]

    Barkan A, Angelo N D, Merlino R L 1994 Phys. Rev. Lett. 73 3093

    [7]

    Ma J X, Liu J Y, Yu M Y 1997 Phys. Rev. E 55 4627

    [8]

    Liu J Y, Wang Z X, Wang X G, Zhang Q, Zou X 2003 Phys. plasmas 10 3507

    [9]

    Wang Z X, Liu J Y, Zou X, Liu Y, Wang X G 2004 Acta Phys. Sin. 53 793 (in Chinese) [王正汹, 刘金远, 邹秀, 刘悦, 王晓钢 2004 物理学报 53 793]

    [10]

    Pandey B P, Dutta A 2005 Indian Academy of Sciences 65 117

    [11]

    Wang Z X, Liu Y, Ren L W, Liu J Y, Wang X G 2006 Thin Solid Films 506-507 637

    [12]

    Chekour S, Tahraoui A, Zaham B 2012 Phys. Plasmas 19 053502

    [13]

    Vishnyakov V I 2012 Phys. Rev. E 85 026402

    [14]

    Duan P, Liu J Y, Gong Y, ZhangY, Liu Y, Wang X G 2007 Acta Phys. Sin. 56 7090 (in Chinese) [段萍, 刘金远, 宫野, 张宇, 刘悦, 王晓钢 2007 物理学报 56 7090]

    [15]

    Liu J Y, Chen L, Wang F, Wang N, Duan P 2010 Acta Phys. Sin. 59 8692 (in Chinese) [刘金远, 陈龙, 王丰, 王楠, 段萍 2010 物理学报 59 8692]

    [16]

    Mehdipour H, Denysenko I, Ostrikov K 2010 Phys. plasmas 17 123708

    [17]

    Pandey B P, Vladimirov S V, Samarian A 2011 Phys. plasmas 18 053703

    [18]

    Wu J, Liu G, Yao L M, Duan X R 2012 Acta Phys. Sin. 61 075205 (in Chinese) [吴静, 刘国, 姚列明, 段旭如 2012 物理学报 61 075205]

    [19]

    Foroutan G, Akhoundi A 2012 Phys. Lett. A 376 2244

    [20]

    Li F 2002 Chinese Phys. Lett. 19 214

    [21]

    Hou L J, Wang Y N 2003 Acta Phys. Sin. 52 434 (in Chinese) [侯璐景, 王友年 2003 物理学报 52 434]

    [22]

    Wu J, Zhang P Y, Sun J Z, Zhang J, Ding Z F, Wang D Z 2008 Chin. Phys. B 17 1848

    [23]

    Liu X M, Song Y H, Wang Y N 2009 Chinese Phys. Lett. 26 085201

    [24]

    Zhang L P, Xue J K, Li Y L 2011 Chin. Phys. B 20 115201

    [25]

    Wu J, Zhang P Y, Sun J Z, Yao L M, Duan X R 2011 Chinese Phys. Lett. 28 095201

    [26]

    Hou L J, Wang Y N, Miskovic Z L 2001 Phys. Lett. A 292 129

    [27]

    Vladimirov S V, Maiorov S A, Cramer N F 2003 Phys. Rev. E 67 016407

    [28]

    Vladimirov S V, Maiorov S A, Ishihara O 2003 Phys. Plasmas 10 3867

    [29]

    Tsytovich V N, Morfill G, Konopka U, Thomas H 2003 New J. Phys. 5 66

    [30]

    Liu Y, Song Y, Wang Z X, Wang X G 2007 Phys. Plasmas 14 094501

    [31]

    Foroutan G, Akhoundi A 2012 J. Appl. Phys. 112 073301

    [32]

    Chen F F 1974 Introduction to Plasma Physics (New York: Plenum) p156

  • [1]

    Roth R M, Spears K G, Stein G D, Wong G 1985 Appl. Phys. Lett. 46 253

    [2]

    Selwyn G S, Singh J, Bennett R S 1989 J. Vac. Sci. Technol. A 7 2758

    [3]

    Howling A A, Hollenstein C, Paris P J 1991 Appl. Phys. Lett. 59 1409

    [4]

    Boufendi L, Plain A, Blondeau J P, Bouchoule A, Laure C, Toogood M 1992 Appl. Phys. Lett. 60 169

    [5]

    Carlile R N, Geha S S 1993 J. Appl. Phys. 73 4785

    [6]

    Barkan A, Angelo N D, Merlino R L 1994 Phys. Rev. Lett. 73 3093

    [7]

    Ma J X, Liu J Y, Yu M Y 1997 Phys. Rev. E 55 4627

    [8]

    Liu J Y, Wang Z X, Wang X G, Zhang Q, Zou X 2003 Phys. plasmas 10 3507

    [9]

    Wang Z X, Liu J Y, Zou X, Liu Y, Wang X G 2004 Acta Phys. Sin. 53 793 (in Chinese) [王正汹, 刘金远, 邹秀, 刘悦, 王晓钢 2004 物理学报 53 793]

    [10]

    Pandey B P, Dutta A 2005 Indian Academy of Sciences 65 117

    [11]

    Wang Z X, Liu Y, Ren L W, Liu J Y, Wang X G 2006 Thin Solid Films 506-507 637

    [12]

    Chekour S, Tahraoui A, Zaham B 2012 Phys. Plasmas 19 053502

    [13]

    Vishnyakov V I 2012 Phys. Rev. E 85 026402

    [14]

    Duan P, Liu J Y, Gong Y, ZhangY, Liu Y, Wang X G 2007 Acta Phys. Sin. 56 7090 (in Chinese) [段萍, 刘金远, 宫野, 张宇, 刘悦, 王晓钢 2007 物理学报 56 7090]

    [15]

    Liu J Y, Chen L, Wang F, Wang N, Duan P 2010 Acta Phys. Sin. 59 8692 (in Chinese) [刘金远, 陈龙, 王丰, 王楠, 段萍 2010 物理学报 59 8692]

    [16]

    Mehdipour H, Denysenko I, Ostrikov K 2010 Phys. plasmas 17 123708

    [17]

    Pandey B P, Vladimirov S V, Samarian A 2011 Phys. plasmas 18 053703

    [18]

    Wu J, Liu G, Yao L M, Duan X R 2012 Acta Phys. Sin. 61 075205 (in Chinese) [吴静, 刘国, 姚列明, 段旭如 2012 物理学报 61 075205]

    [19]

    Foroutan G, Akhoundi A 2012 Phys. Lett. A 376 2244

    [20]

    Li F 2002 Chinese Phys. Lett. 19 214

    [21]

    Hou L J, Wang Y N 2003 Acta Phys. Sin. 52 434 (in Chinese) [侯璐景, 王友年 2003 物理学报 52 434]

    [22]

    Wu J, Zhang P Y, Sun J Z, Zhang J, Ding Z F, Wang D Z 2008 Chin. Phys. B 17 1848

    [23]

    Liu X M, Song Y H, Wang Y N 2009 Chinese Phys. Lett. 26 085201

    [24]

    Zhang L P, Xue J K, Li Y L 2011 Chin. Phys. B 20 115201

    [25]

    Wu J, Zhang P Y, Sun J Z, Yao L M, Duan X R 2011 Chinese Phys. Lett. 28 095201

    [26]

    Hou L J, Wang Y N, Miskovic Z L 2001 Phys. Lett. A 292 129

    [27]

    Vladimirov S V, Maiorov S A, Cramer N F 2003 Phys. Rev. E 67 016407

    [28]

    Vladimirov S V, Maiorov S A, Ishihara O 2003 Phys. Plasmas 10 3867

    [29]

    Tsytovich V N, Morfill G, Konopka U, Thomas H 2003 New J. Phys. 5 66

    [30]

    Liu Y, Song Y, Wang Z X, Wang X G 2007 Phys. Plasmas 14 094501

    [31]

    Foroutan G, Akhoundi A 2012 J. Appl. Phys. 112 073301

    [32]

    Chen F F 1974 Introduction to Plasma Physics (New York: Plenum) p156

  • [1] 陈龙, 檀聪琦, 崔作君, 段萍, 安宇豪, 陈俊宇, 周丽娜. 电子非广延分布的多离子磁化等离子体鞘层特性. 物理学报, 2024, 73(5): 055201. doi: 10.7498/aps.73.20231452
    [2] 段蒙悦, 贾文柱, 张莹莹, 张逸凡, 宋远红. 容性耦合硅烷等离子体尘埃颗粒空间分布的二维流体模拟. 物理学报, 2023, 72(16): 165202. doi: 10.7498/aps.72.20230686
    [3] 朱彦熔, 常正实. 脉冲电压上升沿对He 大气压等离子体射流管内放电发展演化特性的影响. 物理学报, 2022, 71(2): 025202. doi: 10.7498/aps.71.20210470
    [4] 朱彦熔, 常正实. 脉冲电压上升沿对He APPJ管内放电发展演化特性的影响研究. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20210470
    [5] 陈龙, 孙少娟, 姜博瑞, 段萍, 安宇豪, 杨叶慧. 电子非麦氏分布的二次电子发射磁化鞘层特性. 物理学报, 2021, 70(24): 245201. doi: 10.7498/aps.70.20211061
    [6] 刘惠平, 邹秀. 电子和负离子的反射运动对碰撞电负性磁鞘的影响. 物理学报, 2020, 69(2): 025201. doi: 10.7498/aps.69.20191307
    [7] 薄勇, 赵青, 罗先刚, 刘颖, 陈禹旭, 刘建卫. 电磁波在非均匀磁化的等离子体鞘套中传输特性研究. 物理学报, 2016, 65(3): 035201. doi: 10.7498/aps.65.035201
    [8] 杜永权, 刘文耀, 朱爱民, 李小松, 赵天亮, 刘永新, 高飞, 徐勇, 王友年. 双频容性耦合等离子体相分辨发射光谱诊断. 物理学报, 2013, 62(20): 205208. doi: 10.7498/aps.62.205208
    [9] 段萍, 曹安宁, 沈鸿娟, 周新维, 覃海娟, 刘金远, 卿绍伟. 电子温度对霍尔推进器等离子体鞘层特性的影响. 物理学报, 2013, 62(20): 205205. doi: 10.7498/aps.62.205205
    [10] 邱明辉, 刘惠平, 邹秀. 斜磁场作用下碰撞电负性等离子体鞘层的玻姆判据. 物理学报, 2012, 61(15): 155204. doi: 10.7498/aps.61.155204
    [11] 刘惠平, 邹秀, 邹滨雁, 邱明辉. 电负性等离子体磁鞘的玻姆判据. 物理学报, 2012, 61(3): 035201. doi: 10.7498/aps.61.035201
    [12] 吴静, 刘国, 姚列明, 段旭如. 等离子体鞘层附近尘埃颗粒特性的数值模拟. 物理学报, 2012, 61(7): 075205. doi: 10.7498/aps.61.075205
    [13] 赵晓云, 刘金远, 段萍, 倪致祥. 不同成分等离子体鞘层的玻姆判据. 物理学报, 2011, 60(4): 045205. doi: 10.7498/aps.60.045205
    [14] 邹秀, 籍延坤, 邹滨雁. 斜磁场中碰撞等离子体鞘层的玻姆判据. 物理学报, 2010, 59(3): 1902-1906. doi: 10.7498/aps.59.1902
    [15] 段 萍, 刘金远, 宫 野, 张 宇, 刘 悦, 王晓钢. 等离子体鞘层中尘埃粒子的分布特性. 物理学报, 2007, 56(12): 7090-7099. doi: 10.7498/aps.56.7090
    [16] 奚衍斌, 张 宇, 王晓钢, 刘 悦, 余 虹, 姜东光. 调制磁场清除柱形等离子体发生器中的尘埃颗粒. 物理学报, 2005, 54(1): 164-172. doi: 10.7498/aps.54.164
    [17] 王建华, 金传恩. 蒙特卡罗模拟在辉光放电鞘层离子输运研究中的应用. 物理学报, 2004, 53(4): 1116-1122. doi: 10.7498/aps.53.1116
    [18] 王正汹, 刘金远, 邹 秀, 刘 悦, 王晓钢. 尘埃等离子体鞘层的玻姆判据. 物理学报, 2004, 53(3): 793-797. doi: 10.7498/aps.53.793
    [19] 谷云鹏, 马腾才. 粒子束对玻姆鞘层判据的影响. 物理学报, 2003, 52(5): 1196-1202. doi: 10.7498/aps.52.1196
    [20] 侯璐景, 王友年. 尘埃颗粒在射频等离子体鞘层中的非线性共振现象的理论研究. 物理学报, 2003, 52(2): 434-441. doi: 10.7498/aps.52.434
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-28
  • 修回日期:  2013-04-23
  • 刊出日期:  2013-09-05

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