抗等离子体隐身的探讨
朱红绯,王茂林,王 敬
(桂林空军学院,广西桂林541003)
摘 要:对目前较新的隐身技术———等离子体隐身技术进行了介绍,并对等离子体隐身的对抗措施进行了探讨。
关键词:隐身技术;等离子体隐身;抗等离子体隐身
中图分类号:TN97 文献标识码:A 文章编号:1009-0401(2003)022*******
Discussion on Anti2plasma Stealth
ZHU Hong2fei,WAN G Mao2lin,WAN G Jing
(Guili n A i r Force A cadem y,Guili n541003,Chi na)
Abstract:In this paper the advanced stealth technique———plasma stealth technique is introduced, and the countermeasures of plasma stealth is discussed.
K eyw ords:stealth technique;plasma stealth;anti2plasma stealth
0 引 言
美国隐身战斗机F2117A在海湾战争中大出风头,却在科索沃战争中被击落,使得隐身与反隐身技术成为备受关注的电子对抗内容。隐身技术,又称隐形技术,是通过降低目标的信号特征,使其难以被发现、识别、跟踪和攻击的技术。准确地讲,隐身技术实际上指的是低可探测技术,隐身飞机,指的是低可探测飞机。
现代战场上的侦察探测系统很多,主要有雷达、红外、电子、可见光及声波等探测系统,因此,相应地就发展了雷达隐身技术、红外隐身技术、电子隐身技术、可见光隐身技术、声波隐身技术等。由于现在对空中目标的探测仍主要依靠雷达,因此在各种隐身技术中,对雷达的隐身占有非常重要的地位。目前常用的雷达隐身技术有隐身外形技术和隐身材料技术。隐身外形技术是指合理设计目标外形,避免表面采用大的平面和大的凸状弯曲面,而是采用多面体或多角体结构,以抑制镜面强反射;合理设计机翼和尾翼(采用后掠翼、三角翼),使雷达散射波偏离雷达探测方向。这样雷达就难以接收到目标回波,从而达到隐身的目的。隐身材料技术是指在目标的强反射区涂以吸波涂料或使用吸波材料,使雷达发射的电磁波照射到该区时,能量被消耗而不产生反射或反射的能量很小。采用了以上雷达隐身技术,虽可大大减小目标的雷达散射截面积,使防空雷达难以捕捉到隐身目标,但由于在目标外形及材料上采用了一些措施,使目标的机动性及战术性能受到了一些影响,且制造及维修费用较高。俄罗斯在隐身技术方面却采用了一种完全不同的设计思想,即利用等离子体进行隐身。1999年1月,俄罗斯克尔德什研究中心主任透露,他们开发的第一代、第二代等离子体发生器,已成功地在飞机上进行了“隐身”试验,并可提供出口,目前正在研制第三代更有效的等离子体隐身系统;1999年5月,俄方声称在一家米格飞机上已安装一种等离子体发生器。等离子体是如何隐身的?对抗等离子体隐身可采取什么措施?本文对此进行了探讨。
1 等离子体隐身的原理
等离子体是由于气体电离而产生的,由大量电离的正离子、电子以及它们复合的中性分子、原子组成,宏观上呈电中性。等离子体在一定条件下对电磁波有两个作用:一是吸收作用,电磁波在等离子体层中传播
65雷达与对抗 2003年 第2期作者简介:朱红绯(1965-),女,贵州修文人,桂林空军学院副教授,硕士,现从事雷达及对抗的教学与研究。
收稿日期:2003202212
时,电离层中的自由电子在电磁波的作用下发生振动,并在振动过程中和气体分子、原子和正离子相碰撞而发热,因而吸收了电磁波的能量,使电磁波的幅度逐渐衰减;二是折射作用,使电磁波穿过等离子体层时改变传播方向,从而使雷达回波信号减小。根据等离子体对电磁波的这两个作用,可以实现目标的隐身:利用等离子体发生器或放射性同位素在兵器表面形成一层等离子体,设计等离子体的特征参数(能量、电离度、振荡频率、碰撞频率)满足特定要求,使照射到等离子体层上的雷达波一部分被吸收,一部分改变传播方向,因而返回雷达接收机的能量很少,回波大大减弱,以达到隐身的目的。等离子体隐身技术的特点是吸波频带宽、吸收率高,目标的机动性受影响小,而且价格便宜、维护费用低。
目前产生隐身等离子体的方法主要有两种:一种是利用等离子体发生器产生等离子体,即在低温下,通过电源以高频和高压的形式产生间隙放电、沿面放电等,将气体介质激活,电离形成等离子体;另一种方法是在兵器特定部位涂一层放射性同位素,使它的α射线电离空气所产生的等离子体包层具有足够的电子密度和厚度,以确保对雷达波有最强的吸收。
虽然等离子体隐身吸收频带宽,隐身效果好,但它也不是无懈可击的,从等离子体本身的特性及新体制雷达的工作原理,我们可以找到抗等离子体隐身的突破口。
2 抗等离子体隐身分析
2.1 从等离子体隐身的原理上来分析
首先,等离子体固然可以吸收电磁波,但它吸收时有一定的规律。下式表述了电磁波在均匀等离子体中传播距离为S时,其能量衰减的分贝数L与电磁波频率f之间的关系:
L=
18n e v
ω2+v2S
其中,n e是等离子体中电子的密度;v为电子与中性分子的碰撞频率,它与电子的算术平均速率、中性分子的密度及等效直径有关;ω=2πf。
由上式可见:频率越高,能量衰减越小,也即等离子体的吸收作用也越小。因此选用工作频率较高的雷达,如毫米波雷达,可以减小等离子体的吸收作用,有利于发现目标。
其次,等离子体层虽可对电磁波产生折射,使电磁波的传播方向发生改变,但若选择好电磁波进入等离子体层的角度,使电磁波入射角增大到满足全反射条件,则电磁波将发生全反射而返回地面。这样,选择双多基地雷达或将多部雷达进行合理部站并组网,将可能捕捉到目标的反射信号。
另外,若采用能发射一种无载波极窄脉冲的脉冲冲击雷达,因其频谱极宽(0～15GHz),其高低两端的电磁波有可能被目标蒙皮或是其周围的等离子体散射回来,也可能会接受到目标的散射信号。
2.2 从等离子体发生的原理上分析
如果目标采用等离子体发生器来生成等离子体,发生器部位将无法隐身。采用多基地雷达或无源雷达的合理部署,将可能利用这个部位散射的电磁波而发现目标。
2.3 从目标的通讯来分析
不管采用何种先进的隐身措施,目标的通信、导航、敌我识别、雷达及电子干扰机等电子设备总会在某一时间、某一空域辐射出一定的电磁信号。若部署一定数目的无源雷达,将会接收到这些电磁信号,就可以对目标进行探测、定位和跟踪。此外,不管什么飞行器在空中飞行时,都会对电视、调频广播讯号的传输产生扰动,如果无源雷达对这种扰动而产生的讯号混乱情况进行连续的侦测,那么只要有电视、广播信号存在,无源雷达就可以将隐身目标识别出来。
2.4 从探测系统来分析
光电探测设备是工作在可见光频段的电子设备,其工作频率比较高,比常用的雷达工作频段要高得多。等离子体对可见光的吸收非常小,因此可使用光电探测设备来有效地探测等离子体隐身目标。若光电探测设备和双多基地雷达、无源雷达、脉冲冲击雷达等组成多方位、多频段的探测网,则探测效果会更好。
3 结束语
通过以上的分析,我们知道,对抗等离子体隐身技术是可能的,但也要看到其中的难度:因产生等离子体需要分子、原子作为电离对象,且电离后要保持一定的电子密度。因此,等离子体隐身目标的飞行高度不可能太低,因太低时空气密度大,其复合速率也大,电子密度不能满足要求。这样,等离子体隐身目标就不可能是低空、超低空目标,这就对光电探测设备、毫米波雷达的陆上使用造成了困难,要能有效地对抗等离子体隐身目标,就必须利用空中平台。而使用以上装备,就大大增加了对抗的难度。
(下转第16页)
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朱红绯 等 抗等离子体隐身的探讨
512 在雷达研制和生产中要把“三化”作为重要的设计原则
雷达装备推行“三化”是一项复杂的系统工程,在研制和生产过程中要从顶层设计抓起,明确各类雷达装备和各类分系统“三化”的技术途径及方案,使雷达各类系统和各分系统上、下相容,左右“协调”,实现各类雷达系统整体性能和效益最佳。
513 搜集建立和使用雷达“三化”资源数据库雷达“三化”资源数据库是开展雷达“三化”工作的物质支撑之一。
要广泛收集本单位、本部门及国内相关单位的“三化”产品及标准,经分析研究后建立数据库。
在开展雷达产品的立项及研制时要充分利用“三化”产品数据库存的资源;在有关雷达“三化”成果或产品验收后,要不断充实“三化”数据库资源。
514 要重视雷达软件“三化”工作
目前,对雷达硬件的“三化”工作各单位开始重视起来,但对雷达系统软件“三化”工作也不能忽视。
随着软件在雷达工程应用中的作用越来越大,迫切要求软件生产自动化,而其自动化的一个重要途径就是软件模块化,它已成为软件工程化的一个重要研究目标,希望通过软件模块化的设计来降低系统设计的复杂性,使软件易于维护、易于扩展。
软件模块化从技术角度讲应该包含两方面的内容,一是模块化的软件设计,二是系统集成,两者要有机结合起来。
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(上接第57页)
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61雷达与对抗 2003年 第2期
辉光放电（Glow discharge） 辉光放电是放电等离子体中最常见的一种放电形式，应用也最广泛。比如，一般的气体激光器（He-Ne 激光器、CO2激光器等）、常用光源（荧光灯）、空心阴极光谱灯等。同时辉光放电也是放电形式中放电最稳定的放电形式，所以有必要对辉光放电进行较为详细的讨论。 §6.1 辉光放电的产生及典型条件 最简单的辉光放电的结构如图6.1（a）。调节电源电压E或限流电阻R，就会得到如图6.1（b）的V-A 特性曲线。管电压U调节到等于着火电压U b时，放电管内就会从非自持放电过渡到自持放电，此时，放电电流I会继续增大，管压降U下降，进入辉光放电区。放电管发出明亮的辉光，其颜色由放电气体决定。限流电阻R应比较大，以保证放电稳定在辉光放电区。如果限流电阻R很小，放电很容易进入弧光放电区。 辉光放电的特点：比较高的放电管电压U(几百~几千V)，小的电流I（mA量级）； 弧光放电的特点：很低的放电电压U（几十V），大电流放电I（A量级甚至更大）。 辉光放电的典型条件： ①放电间隙中的电场分布比较均匀，至少没有很大的不均匀性；例如He-Ne激光器的放电管内电场近似 均匀。 ②放电管内气体压强不是很高，要求满足（Pd）Ubmin＜Pd＜200Kpa cm（巴邢曲线的右支），d---放电管内 电极间距，（Pd）Ubmin--巴邢曲线最低点U bmin对应的Pd值。一般P=4Pa~14Kpa时，可出现正常辉光放电，而Pd＞200Kpa cm时，非自持放电通常会过渡到火花放电或丝状放电； ③放电回路中的电源电压和限流电阻准许放电管的放电电流工作在mA量级，且电源电压应高于着火电 压U b，否则不能起辉。
气体放电中等离子体的研究 131120161 李晓曦 摘要：本文阐述了气体放电中等离子体的特性及其测试方法，分别使用单探针法 和双探针法测量了等离子体参量，最后对本实验进行了讨论。 关键词：等离子体，等离子体诊断，探针法 1. 引言 等离子体作为物质的第四态在宇宙中普遍存在。在实验室中对等离子体的研究是从气体放电开始的。近年来等离子体物理学有了较快发展，并被应用于电力工业、电子工业、金属加工和广播通讯等部门，特别是等离子体的研究，为利用受控热核反应，解决能源问题提供了诱人的前景。 2. 等离子体的物理特性及描述 等离子体定义为包含大量正负带电粒子、而又不出现净空间电荷的电离气体。 等离子体有一系列不同于普通气体的特性： （1）高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。 （2）带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。 （3）宏观上是电中性的。 描述等离子体的一些主要参量为： （1）电子温度Ｔe。它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。 （2）带电粒子密度。电子密度为ｎe，正离子密度为ｎi，在等离子体中ｎe≈ｎi。 （3）轴向电场强度ＥL。表征为维持等离子体的存在所需的能量。 （4）电子平均动能Ｅe。 （5）空间电位分布。 本实验研究的是辉光放电等离子体。 辉光放电是气体导电的一种形态。当放电管内的压强保持在10～102Pa时，在两电极上加高电压，就能观察到管内有放电现象。辉光分为明暗相间的8个区域，在管内两个电极间的光强、电位和场强分布如图1所示。8个区域的名称为（1）阿斯顿区，（2）阴极辉区，（3）阴极暗区，（4）负辉区，（5）法拉第暗区，（6）正辉区，（7）阳极暗区，（8）阳极辉区。其中正辉区是等离子区。
辉光放电与等离子体 1、辉光放电 通常把在电场作用下气体被击穿而导电的物理现象称之为气体放电。气体放电有“辉光放电”和“弧光放电”两种形式。辉光放电又分为“正常辉光放电”与“异常辉光放电”两种，它们是磁控溅射镀膜工艺过程中产生等离子体的基本环节。 辉光放电(或异常辉光放电)可以由直流或脉冲直流靶电源通过气体放电形成,也可以用交流(矩形波双极脉冲中频电源、正弦波中频与射频)靶电源通过真空市内的气体放电产生。 气体放电时，充什么样的工作气体、气压的高低、电流密度的大小、电场与磁场强度的分布与高低、电极的不同材质、形状和位置特性等多种因素都会影响到放电的过程和性质，也会影响到放电时辐射光的性质和颜色。 (1)直流辉光放电 ①在阴-阳极间加上直流电压时，腔体内工作气体中剩余的电子和离子在电场的作用下作定向运动，于是电流从零开始增加; ②当极间电压足够大时，所有的带电离子都可以到达各自电极，这时电流达到某一最大值(即饱和值); ③继续提高电压，导致带电离子的增加，放电电流随之上升;当电极间的放电电压大于某一临界值(点火起辉电压)时，放电电流会突然迅速上升，阴-阳极间电压陡降并维持在一个较低的稳定值上。工作气体被击穿、电离，并产生等离子体和自持辉光放电，这就是“汤生放电”的基本过程，又称为小电流正常辉光放电。 ④磁控靶的阴极接靶电源负极，阳极接靶电源正极，进入正常溅射时，一定是在气体放电伏-安特性曲线中的“异常辉光放电区段”运行。其特点是，随着调节电源输出的磁控靶工作电压的增加，溅射电流也应同步缓慢上升。 (2)脉冲直流辉光放电 脉冲或正弦半波中频靶电源的单个脉冲的气体放电应与直流气体放电伏-安特性曲线异常辉光放电段及之前段的变化规律相符。可以将其视为气体放电伏-安特性在单个脉冲的放电中的复现。脉冲直流靶电源在脉冲期间起辉溅射，在脉冲间隙自然灭辉(因频率较高，肉眼难以分辨)。 溅射靶起辉放电后，当电源的输出脉冲的重复频率足够高时，由于真空腔体内的导电离子还没有完全被中和完毕，第二个(以后)重复脉冲的复辉电压与溅射靶的工作电压接近或相同。当电源输出脉冲的重复频率很低(例如几百HZ以下)或灭弧时间过长(大于100ms以上)，
气体放电中等离子体的研究 一．实验目的 1．了解气体放电中等离子体的特性。 2．利用等离子体诊断技术测定等离子体的一些基本参量。 二．实验原理 1．等离子体及其物理特性 等离子体定义为包含大量正负带点粒子、而又不出现净空间电荷的电离气体。也就是说，其中正负电荷密度相当，整体上呈现电中性。等离子体可分为等温等离子体和不等温等离子体，一般气体放电产生的等离子体属不等温等离子体。等离子体有一系列不同于普通气体的特性： （1）高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。 （2）带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。 （3）宏观上是电中性的。 2．等离子体的主要参量 描述等离子体的一些主要参量为： （1）电子温度e T 。它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。 （2）带电粒子密度。电子密度为e n ，正离子密度为i n ，在等离子体中e i n n 。 （3）轴向电场强度L E 。表征为维持等离子体的存在所需的能量。 （4）电子平均动能e E 。 （5）空间电位分布。 此外，由于等离子体中带电粒子间的相互作用是长程的库伦力，使它们在无规则的热运动之外，
能产生某些类型的集体运动，如等离子振荡，其振荡频率 f称为朗缪尔频率或等离子体频率。电子 p 振荡时辐射的电磁波称为等离子体电磁辐射。 3．稀薄气体产生的辉光放电 本实验研究的是辉光放电等离子体。 图2.1 辉光放电的光强，点位和电场分布 辉光放电是气体导电的一种形态。当放电管内的压强保持在10100Pa时，在两电极上加高电压，就能观察到管内有放电现象。辉光分为明暗相间的8 个区域，在管内两个电极间的光强、电位和场强分布如图2.1所示。8个区域的名称为阿斯顿区，阴极辉区，阴极暗区，负辉区，法拉第暗区，正辉区，阳极暗区，阳极辉区。其中正辉区是我们感兴趣的等离子区。 4．单探针与双探针法测量原理 测试等离子体的方法被称为诊断。等离子体诊断有探针法，霍尔效应法，微波法，光谱法等。本次实验中采用探针法。分单探针法和双探针法。 （1）单探针法。
实验三接触辉光放电电解阳离子染料废水演示实验 一、实验目的 1.掌握接触辉光放电法降解原理； 2.熟悉接触辉光放电电解阳离子染料废水演示实验操作； 3.加深对辉光放电电解机理的理解。 二、实验原理 接触辉光放电是在置有板状电极的玻璃管内充入低压（约几毫米汞柱）气体或蒸气，当两极间电压较高（约1000V）时，稀薄气体中的残余正离子在电场中加速，有足够的动能轰击阴极，产生二次电子，经簇射过程产生更多的带电粒子，使气体导电。辉光放电的特征是电流强度较小（约几毫安），温度不高，故电管内有特殊的亮区和暗区，呈现瑰丽的发光现象。 接触辉光放电电解（CGDE）技术是一种新型的产生液相等离子体的电化学方法，兼具等离子体化学和电化学技术的优点，其电解过程不仅包括传统的法拉第电解，而且还包括非法拉第电解，是一类特殊的电化学过程。 在电解过程中，随着工作电压的逐渐升高，通常的法拉第电解将转化为辉光放电电解（非法拉第电解），并且产生大量高能活性粒子（等离子体）。因此，接触辉光放电电解也可以理解为一种产生等离子体的反应过程。等离子体在溶液中与水分子反应生成羟基自由基，而后者极易与有机分子发生氧化反应，破坏有机分子结构。基于该原理，利用接触辉光放电电解技术处理印染废水。 三、实验过程 1．试剂与仪器 亚甲基蓝MB、甲基紫MV（均为指示级）、硫酸钠、氢氧化钠、硫酸MV （均为分析纯）；溶液采用二次蒸馏水配制。 UV23400紫外可见分光光度计（日本岛津）、722型可见光分光光度计（上海第三分析仪器厂）、PH23C型pH计（上海日岛）、DL2180超声波清洗器（浙江海天电子仪器厂）。
2. 反应装置 反应装置包括一个高压电源DH172226(北京大华仪器厂)、反应器(自制,见图1)和磁力搅拌器等。高压电源可以提供稳定的直流电压,可调范围为0～1000 V,电流范围为0～300 mA。阳极采用铂丝(直径D =0. 5 mm) ,封闭在石英玻璃管内;阴极采用石墨棒(直径D =10 mm)。反应器外加冷凝水循环装置,以保持反应体系温度不变。通过磁力搅拌器使反应液充分混合,同时调节搅拌器的转速以及支持电解质的浓度,控制反应体系的电流变化范围在0～300 mA。 图1辉光放电电解反应装置 3. 试验方法 试验条件： 阳极直径/mm 阴极直径/mm 反应液体积/mL 反应温度/K 0. 5 10 200 298 阳离子染料废水降解演示试验条件分别为：工作电压值（A）为650V、反应溶液pH值（B）为7、辉光放电时间（C）为10min、电解质Na2SO4浓度（D）为2 g/L。 分别配置200 mg/L的亚甲基蓝、甲基紫水溶液。将电极超声活化5分钟去除表面残留物质。接触辉光放电作用一定时间后，用分光光度计测定两种溶液最大
等离子体直流辉光放电 一、实验设计方案 1）实验目的 1、了解等离子体的性质 2采用langmuir双探针测量等离子体参数 2）实验原理 1 、等离子体参数 a:等离子体密度：单位体积内（一般以立方厘米为单位）某带电粒子的数目。n i 表示离子浓度，n e 表示电子密度。 b:等离子体温度：对于平衡态等离子体（高温等离子体）温度是各种粒子热运动的平均量度；对于非平衡态等离子体（低温等离子体），由于电子、离子可以达到各自的平衡态，故要用双温模型予以描述。一般用T i表示离子温度，T e表示电子温度。 c:等离子体频率：表示等离子体对电中性破坏的反应快慢，是等离子体震荡这种集体效应的频率。 粒子震荡频率： m i nie s pi0 2 = ω 电子震荡频率： m i nie s pe0 2 = ω d:德拜长度：等离子体内电荷被屏蔽的半径，表示等离子体内能保持的最小尺度。当电荷正负电荷置于等离子体内部时就会在其周围形成一个异号电荷的“鞘层”。 德拜长度： 2、等离子体参数的静电探针诊断原理
图8、等离子体探针原理 图9、单探针法 图10、双探针法 假设： (1)、被测空间是电中性的等离子体空间，电子密度n e和离子浓度n i 相等，电子与离子的速度满足麦克斯韦速度分布； (2)、探针周围形成的空间电荷鞘层厚度比探针面积的线度小，这样可忽略边缘效应，近似认为鞘层和探针的面积相等； (3)、电子和正离子的平均自由程比鞘层厚度大，这样可忽略鞘层中粒子碰撞引起的弹性散射、粒子激发和电离； (4)、探针材料与气体不发生化学反应； (5)、探针表面没有热电子和次级电子的发射。 则：对于插入等离子体的单探针有：
中科院等离子体物理研究所 2005——2010年发表论文统计分析（简版） 等离子体所综合办文献组 采用文献计量方法，分别对等离子体所2005-2010 年间被SCIE、 EI、CNKI 收录的论文，从时间序列、学科分布、作者分布、被引次 数、发表期刊和基金支持等方面进行了统计分析。主要数据如下： 一、SCI收录引用统计分析 1. SCI发文分析 2005——2010年，等离子体所发表论文被SCI收录的有1167篇，基本呈上升趋势，见图1。 图1 SCI各年收录论文数量图 年份2005 2006 2007 2008 2009 2010 总论文数 论文数151 187 190 161 211 267 1167 2. 发文学科分析 从发表论文的主题类别来看，这期间，等离子体所发表论文主要集中在“等离子体物理”、“核科学技术”、“材料科学”等领域。其中以“等离子体流体物理”和“核科学技术”最多，论文数量占总数量的56.8 %。 3. 发文第一作者排名 此排名是在剔除第一单位机构为非等离子体所的论文之后，再对第一作者进行发文统计。见图2
图2 2005年——2010年，SCI收录论文第一作者TOP10排名 4. 发文收录期刊统计 2005——2010年，等离子体所的论文发表主要集中在以下几种期刊，见图3。其中发表在《PLASMA SCIENCE AND TECHNOLOGY》的期刊论文最多，共263篇，占总数的22.5 %。 图3 2005年——2010年，SCI收录论文来源出版物前5名
5. 发文主要期刊影响因子 等离子体所发文的五种主要期刊影响因子，及其在各自学科领域的排名见图4。《PLASMA SCIENCE AND TECHNOLOGY》是等离子体所编辑出版的专业期刊，其影响因子从2005年以来，基本保持逐年上升。 图4 2005年——2010年间SCI收录论文主要来源期刊及影响因子 除2008年以外的其他各年，SCI收录论文的被引总频次基本处于上升状态，篇均被引频次也呈上升趋势。侧面反映出，从2005年——2010年，SCI 收录的我所论文，不但数量逐年在增加，论文质量也有相应的提高。其中，被引频次最高为124次。 图5 2005年—2010年，各年SCI收录总数及篇均被引频次 论文篇数论文被引总次数平均每篇论文被引次数 1167 7994 6,85
气体放电中等离子体的研究 091120*** 一、实验目的 1、了解等离子体的产生和有关参数的物理意义 2、采用探针法测量气体放电等离子体的电子温度和电子密度 二、实验原理 1.等离子体及其物理特性 等离子体(又称等离子区)定义为包含大量正负带电粒子、而又不出现净空间电荷的电离气体。也就是说，其中正负电荷密度相等，整体上呈现电中性。等离子体可分为等温等离子体和不等温等离子体，一般气体放电产生的等离子体属不等温等离子体。 等离子体有一系列不同于普通气体的特性： （1）高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。 （2）带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。 （3）宏观上是电中性的。 虽然等离子体宏观上是电中性的，但是由于电子的热运动，等离子体局部会偏离电中性。电荷之间的库仑相互作用，使这种偏离电中性的范围不能无限扩大，最终使电中性得以恢复。偏离电中性的区域最大尺度称为德拜长度λD。当系统尺度L＞λD时，系统呈现电中性，当L＜λD时，系统可能出现非电中性。 2.等离子体的主要参量 描述等离子体的一些主要参量为： （1）电子温度Ｔe。它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。 （2）带电粒子密度。电子密度为ｎe，正离子密度为ｎi，在等离子体中ｎe≈ｎi。 （3）轴向电场强度ＥL。表征为维持等离子体的存在所需的能量。 （4）电子平均动能Ｅe。 （5）空间电位分布。 此外，由于等离子体中带电粒子间的相互作用是长程的库仑力，使它们在无规则的热运动之外，能产生某些类型的集体运动，如等离子振荡，其振荡频率Fp称为朗缪尔频率或等离子体频率。电子振荡时辐射的电磁波称为等离子体电磁辐射。 3.稀薄气体产生的辉光放电 本实验研究的是辉光放电等离子体。 辉光放电是气体导电的一种形态。当放电管内的压强保持在1０～1０2Pａ时，在两电极上加高电压，就能观察到管内有放电现象。辉光分为明暗相间的8个区域，在管内两个电极间的光强、电位和场强分布如图2.3-1所示。8个区域的名称为（1）阿斯顿区，（2）阴极辉区，（3）阴极暗区，（4）负辉区，（5）法拉第暗区，（6）辉区(即正辉柱)，（7）阳极暗区，（8）阳极辉
等离子体刻蚀机原理 什么是等离子体？ ?随着温度的升高，一般物质依次表现为固体、液体和气体。它们统称为物质的 三态。 ?当气体的温度进一步升高时，其中许多，甚至全部分子或原子将由于激烈的相 互碰撞而离解为电子和正离子。这时物质将进入一种新的状态，即主要由电子和 正离子（或是带正电的核）组成的状态。这种状态的物质叫等离子体。它可以称 为物质的第四态。 等离子体的应用 等离子体的产生
等离子体刻蚀原理 ?等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性反应物而被去除。 ?这种腐蚀方法也叫做干法腐蚀。 等离子体刻蚀反应
?首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种中性基团或离子。 CF4→CF3，CF2，CF，C，F ?其次，这些活性粒子由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面，并在表面上发生化学反应。 ?生产过程中，在CF4中掺入O2，这样有利于提高Si和SiO2的刻蚀速率。 等离子体刻蚀工艺 ?装片 在待刻蚀硅片的两边，分别放置一片与硅片同样大小的玻璃夹板，叠放整齐，用夹具夹紧，确保待刻蚀的硅片中间没有大的缝隙。将夹具平稳放入反应室的支架上，关好反应室的盖子。 检验方法 ?冷热探针法 检验原理 ?热探针和N型半导体接触时，传导电子将流向温度较低的区域，使得热探针处
电子缺少，因而其电势相对于同一材料上的室温触点而言将是正的。 ?同样道理，P型半导体热探针触点相对于室温触点而言将是负的。 ?此电势差可以用简单的微伏表测量。 ?热探针的结构可以是将小的热线圈绕在一个探针的周围，也可以用小型的电烙 铁。 检验操作及判断 ?确认万用表工作正常，量程置于200mV。 ?冷探针连接电压表的正电极，热探针与电压表的负极相连。 ?用冷、热探针接触硅片一个边沿不相连的两个点，电压表显示这两点间的电压为负值，说明导电类型为p，刻蚀合格。相同的方法检测另外三个边沿的导电类型是否为p型。 ?如果经过检验，任何一个边沿没有刻蚀合格，则这一批硅片需要重新装片，进行刻蚀。 一．等离子体刻蚀工艺原理: 等离子体刻蚀机是基于真空中的高频激励而产生的辉光放电将四氟化碳中的氟离子电离出来从而获得化学活性微粒与被刻蚀材料起化学反应产生辉发性物质进行刻蚀的。同时为了保证氟离子的浓度和刻蚀速度必须加入一定比例的氧气生成二氧化碳。 二．主要用途及适用范围： 该设备主要对太阳能电池片周边的P—N结进行刻蚀，使太阳能电池片周边呈开路状态。也可用于半导体工艺中多晶硅，氮化硅的刻蚀和去胶。 三．使用环境及工作条件： 1）环境温度：5℃—40℃； 2）相对湿度：<70%； 3）环境净化等级：>10000级； 4）大气压强：一个标准大气压； 5）电源：三相交流380（1±10%）V，频率50 （1±10%）Hz； 6）所用气体压力：0.1Mpa—0.2 Mpa；所用气体为四氟化碳、氧气和氮气。 7）每台设备要有良好的，独立的接地且接地电阻最好小于0.1Ω；四．总体结构： 本设备由真空管路系统、气路系统、反应室、压力控制系统、SY型射频功率源、电源供电及控制部分组成。 1）真空管路系统主要由2X—15型旋片式真空泵、电磁隔断放气阀、波纹管、碟阀、预抽阀、电磁隔断阀组成。 2）气路系统主要由控制四氟化碳、氧气、尾气、稀释、氮气的电磁阀及不锈钢管和软管组成。其中为了精确控制四氟化碳和氧气10:1的混合比例，在控制四氟化碳和氧气电磁阀的后级加了质量流量计。（这里要附带讲一下关于工作压差的问题，我们所用的质量流量计的工作压差为0.1Mpa—0.5Mpa。而反应室的辉光工作压力为80Pa或更低，尤其是在充气瞬间。因此这就是为什么要求供气压力设定为0.1Mpa—0.2 Mpa的原因。以前出现过由于硅片刻不通，操作
低温等离子体 什么是低温等离子体低温等离子体的产生方法低温等离子体的应用 领域 什么是低温等离子体？ 冰升温至0℃会变成水，如继续使温度升至100℃，那么水就会沸腾成为水蒸气。随着温度的上升，物质的存在状态一般会呈现出固态→液态→气态三种物态的转化过程，我们把这三种基本形态称为物质的三态。那么对于气态物质，温度升至几千度时，将会有什么新变化呢? 由于物质分子热运动加剧，相互间的碰撞就会使气体分子产生电离，这样物质就变成由自由运动并相互作用的正离子和电子组成的混合物（蜡烛的火焰就处于这种状态）。我们把物质的这种存在状态称为物质的第四态，即等离子体(plasma)。因为电离过程中正离子和电子总是成对出现，所以等离子体中正离子和电子的总数大致相等，总体来看为准电中性。反过来，我们可以把等离子体定义为：正离子和电子的密度大致相等的电离气体。 从刚才提到的微弱的蜡烛火焰，我们可以看到等离子体的存在，而夜空中的满天星斗又都是高温的完全电离等离子体。据印度天体物理学家沙哈(M·Saha，1893-1956)的计算，宇宙中的99.9%的物质处于等离子体状态。而我们居住的地球倒是例外的温度较低的星球。此外，对于自然界中的等离子体，我们还可以列举太阳、电离层、极光、雷电等。在人工生成等离子体的方法中，气体放电法比加热的办法更加简便高效，诸如荧光灯、霓虹灯、电弧焊、电晕放电等等。在自然和人工生成的各种主要类型的等离子体的密度和温度的数值，其密度为106（单位：个／m3）的稀薄星际等离子体到密度为1025的电弧放电等离子体，跨越近20个数量级。其温度分布范围则从100K的低温到超高温核聚变等离子体的108-109K （1-10亿度）。温度轴的单位eV(electron volt)是等离子体领域中常用的温度单位，1eV=11600K。 通常，等离子体中存在电子、正离子和中性粒子(包括不带电荷的粒子如原子或分子以及原子团)等三种粒子。设它们的密度分别为ne,ni,nn，由于准电中性，所以电离前气体分子密度为ne≈nn。于是，我们定义电离度β=ne/(ne+nn)，以此来衡量等离子体的电离程度。日冕、核聚变中的高温等离子体的电离度都是100%，像这样β=1的等离子体称为完全电离等离子体。电离度大于1%(β≥10-2)的称为强电离等离子体，像火焰中的等离子体大部分是中性粒子(β<10-3 )，称之为弱电离等离子体。 若放电是在接近于大气压的高气压条件下进行，那么电子、离子、中性粒子会通过激烈碰撞而充分交换动能，从而使等离子体达到热平衡状态。若电子、离子、中性粒子的温度分别为了Te，Ti，Tn，我们把这三种粒子的温度近似相等(Te≈Ti≈Tn)的热平衡等离子体称为热等离子体(thermal plasma)，在实际的热
南京大学物理系实验报告 题目实验2.3 气体放电中等离子体的研究 姓名朱瑛莺 2014年4月4日学号 111120230 一、引言 等离子体作为物质的第四态在宇宙中普遍存在。在实验室中对等离子体的研究是从气体放电开始的。朗缪尔和汤克斯首先引入“等离子体”这个名称。近年来等离子体物理学有了较快发展，并被应用于电力工业、电子工业、金属加工和广播通讯等部门，特别是等离子体的研究，为利用受控热核反应，解决能源问题提供了诱人的前景。 二、实验目的 1、了解气体放电中等离子体的特性。 2、利用等离子体诊断技术测定等离子体的一些基本参量。 三、实验原理 1、等离子体及其物理特性 等离子体有一系列不同于普通气体的特性： （1）高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。（2）带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。 （3）宏观上是电中性的。 2、等离子体的主要参量 描述等离子体的一些主要参量为： （1）电子温度Te。它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。 （2）带电粒子密度。电子密度为n e ，正离子密度为n i ，在等离子体中n e ≈n i 。 （3）轴向电场强度E L 。表征为维持等离子体的存在所需的能量。 （4）电子平均动能Ee 。 （5）空间电位分布。 3、稀薄气体产生的辉光放电 本实验研究的是辉光放电等离子体。 辉光放电是气体导电的一种形态。当放电管内的压强保持在10-102Pa时，在两电极上加高电压，就能观察到管内有放电现象。辉光分为明暗相间的8个区域。8个区域的名称为（1）阿斯顿区，（2）阴极辉区，（3）阴极暗区，（4）负辉区，（5）法拉第暗区，（6）正辉区（即正辉柱），（7）阳极暗区，（8）阴极辉区。 如图1所示，其中正辉区是我们感兴趣的等离子区。其特征是：气体高度电离；电场强度很小，且沿轴向有恒定值。这使得其中带电粒子的无规则热运动胜过它们的定向运动。所以它们基本上遵从麦克斯韦速度分布律。由其具体分布可得到一个相应的温度，即电子温度。但是，由于电子质量小，它在跟离子或原子作弹性碰撞时能量损失很小，所以电子的平均动能比其他粒子的大得多。这是一种非平衡状态。因此，虽然电子温度很高（约为105Ｋ），但放电气体的整体温
等离子体辉光放电 【实验目的】 1.观察低压气体辉光放电现象。 2.用探针法测量等离子体中电子等效温度、电子浓度、正负离子的平均速度、平均动能。 3.验证等离子体区电子浓度服从麦克斯韦速度分布律。 【教学重点】 1.观察气体辉光放电的现象； 2.等离子体辉光放电的原理； 3.探针法测量等离子体物理参数的方法； 【教学难点】 离子体物理参数的计算步骤 【时间安排】3学时 【教学内容】 一、检查学生预习情况 检查预习报告。 二、学生熟悉实验仪器设备 机械泵、真空放电管、高压电压等。 三、讲述实验目的和要求 1. 检查真空系统是否存在漏点；放电管内真空用机械泵抽至50Pa左右，并保持稳定；缓慢旋转高压电源旋钮，增加高压到1000V左右，应看到放电管被点亮；辨认各个放电区域. 2. 调节高压和气压，使放电管内等离子区稳定，并且颜色均匀（无层状）；缓慢降低探极电压， 并且记录探极电压和探极电流；做lg e I V ? 特性曲线，进行数据处理，得到电子等效温度、电子平 均速度、电子平均动能、电子浓度和正离子的浓度. 四、实验原理 一、辉光放电现象 当放电管内的气压降低到几十帕时，两极加以适当的电压，管内气体开始放电，辉光由细到宽，布满整个管子。当压力再降低时，辉光便分为明暗相间的八个区域.
二、用试探电极法研究等离子区 所谓试探电极就是在放电管里引入一个不太大的金属导体，导体的形状有圆柱形、平面形、球形等。我们实验用的是圆柱形。 试探电极是研究等离子区的有力工具，利用探极的伏特——安培曲线，可以决定等离子区的各种参量。测量线路如图2所示。在测量时尽量保持管子的温度和管内气体的压强不变。 实验测得的探极电压和电流曲线如上图3。对这一曲线作如下的解释：AB 段表示加在探极上的电压比探极所在那一点的空间电位负得多，在探极周围形成了正的空间电荷套层，套层的厚度一般小于等离子区中电子的自由路程。这时探极因受正离子的包围，它的电力线都作用在正离子上，不能跑出层外，因此它的电场仅限于层内。根据气体分子运动理论，在单位时间内有eS n v i i 4 1 个正 离子靠热运动达到探极上，形成的负电流 eS n v I i i i 4 1 = 我们对图中BE 段最感兴趣，因此下面将详细地加以讨论。正离子和电子是靠热运动而到达探极上的。在曲线BD 段内，探极电压比空间电位低，因此它的电场是阻止电子运动的，靠近探极的 1阿斯顿暗区 2阴极辉区 3阴极暗区 4负辉区 5法拉第暗区 6 阳辉区 (等离子区) 7阳极暗区 8阳级辉区 图2 图3 e 200 B 100 Vs 1
等离子体刻蚀 ●集成电路的发展 1958年：第一个锗集成电路 1961年：集成8个元件 目前：集成20亿个元件 对比： 第一台计算机（EN IAC，1946），18000 只电子管, 重达30 吨, 占 地180 平方米, 耗电150 千瓦。奔II芯片：7.5百万个晶体管 ●集成电路发展的基本规律 穆尔法则：硅集成电路单位面积上的晶体管数，每18个月翻一番，特征尺寸下降一半。 集成度随时间的增长： 特征长度随时间的下降：
集成电路制造与等离子体刻蚀 集成电路本质：微小晶体管，MOS场效应管的集成 微小晶体管，MOS场的制作：硅片上微结构制作----槽、孔早期工艺：化学液体腐蚀----湿法工艺 5微米以上 缺点: (a)腐蚀性残液----->降低器件稳定性、寿命 (b)各向同性 (c)耗水量大（why） (d)环境污染
随着特征尺寸的下降，湿法工艺不能满足要求，寻求新的工艺----> 等离子体干法刻蚀，在1969引入半导体加工，在70年代开始广泛应用。
等离子体刻蚀过程、原理： 4
刻蚀三个阶段 (1) 刻蚀物质的吸附、反应 (2) 挥发性产物的形成; (3) 产物的脱附, 氯等离子体刻蚀硅反应过程 Cl2→Cl+Cl Si（表面）+2Cl→SiCl2 SiCl2+ 2Cl→SiC l4（why） CF4等离子体刻蚀SiO2反应过程 离子轰击作用 三种主要作用 （1）化学增强物理溅射(Chemical en2hanced physical sputtering) 例如,含氟的等离子体在硅表面形成的SiF x 基与元素 Si 相比,其键合能比较低,因而在离子轰击时具有较高 的溅射几率, （2）晶格损伤诱导化学反应(damage - induced chemical reaction) 离子轰击产生的晶格损伤使基片表面与气体物质的反 应速率增大 （3）化学溅射(chemical sputtering) 活性离子轰击引起一种化学反应,使其先形成弱束缚的 分子,然后从表面脱附。 其他作用 ?加速反应物的脱附 ---> 提高刻蚀反应速度 ?控制附加沉积物---> 提高刻蚀的各向异性
中国科学院等离子体物理研究所 2005——2010年发表论文统计分析 等离子体所综合办文献组 一、数据来源及分析方法 （一）数据来源 1、SCI:Science Citation Index,《科学引文索引》是由美国科学信息研究所（ISI）1961 年创办的引文数据库，覆盖数、理、化、工、农、林、医学及生物学等广泛的学科领域, 是目前国际上三大检索系统中最著名的一种。尤其是它的引文索引表现出独特的科学参考价值，许多国家和地区均以被SCI 收录及引证的论文情况作为评价学术水平的一个重要指标。 2、EI: EI数据库是由ELSEVIER ENGINEERING INFORMATION 公司出版，为工程类文摘数据库，收录期刊、会议论文、技术报告等的文摘，是工程技术领域权威检索工具，国际上三大检索系统之一。 3、CNKI: CNKI中的《中国学术期刊网络出版总库》是目前世界上最大的连续动态更新的中国期刊全文数据库，收录国内8200多种重要期刊，内容覆盖自然科学、工程技术、农业、哲学、医学、人文社科等各个领域；核心期刊收全率达到99%，内容收录完整率在99%。 （二）分析方法 1、外文论文，选择SCI、EI为数据源，采用文献计量统计分析方法，分别从发文数量、第一作者、发文期刊以及研究课题趋势等方面，对2005年—
2010年，等离子体所发表的外文论文进行分析。SCI、EI两个数据库的搜索结果会有一定的重复，本报告不单独列出，只是分别对SCI和EI数据库的检索结果进行统计分析。 2、中文论文，以CNKI中的《中国学术期刊网络出版总库》、《中国重要会议论文全文数据库》、《国际会议论文全文数据库》、《中国专利全文数据库》为数据来源，采用文献计量统计分析方法，分别从学科类别、出版物来源、被引频次等方面，对2005年——2010年，等离子体所发表的中文论文进行统计分析。 二、主要统计分析结果 （一）S CI收录引用统计分析 1、文献检索方法 检索地址=(inst* plas* phys* and (acad* sin* or chin* acad* sci* or cas or 230031 or hefei)) 时间跨度=2005—2010. 数据库=SCI-EXPANDED, CPCI-S, CCR-EXPANDED（Current Chemical Reactions）, IC. 查获文献量：1167篇 2、SCI收录统计分析 （1）SCI发文分析 从发表的论文数量来看，2005——2010年，等离子体所发表论文被SCI收录的有1167篇，基本呈上升趋势（见图1）。从2005年收录发表论文的151篇，到2010年收录发表论文的267篇，SCI收录论文数量增长了176.8%。
实验三低压气体辉光放电等离子体的参量测量 一、实验目的和要求 1.观察直流低气压辉光放电等离子体的唯象结构，通过对辉光等离子体的伏安曲线 的测量，理解辉光等离子体的电学特性; 2.采用Langmuir双探针测量直流辉光放电等离子体的参数，用双探针法测量气体 放电等离子体的电子密度和电子温度。 二、实验基础知识 1. 等离子体 宏观物质存在的形态不限于一般所熟知的固、液、气三态，等离子体被称为第四态。我们知道，物质的温度越高，它的分子或原子就活跃。在固体里，一般温度下，原子和分子按照严格的规律整齐排列。温度升高到熔点以上变为液体时，它们就可以运动，但还要受到一定的限制。温度再升高，蒸发为气体后，分子或原子都能自由运动，不受限制。但原子内部的电子还被束缚在一定轨道上运动，不能脱离原子核。如果温度再升高，电子就可以脱离原子，完全自由地运动。失去电子的原子也成为带电的正离子。由正离子和电子按一定比例组成总电荷为零的物质形态，就称为等离子态。这种物质就称为等离子体，或者等离子区。因此等离子体定义为包含大量正负带电粒子，而又不出现净空间电荷的电离气体。即其中正、负电荷密度相等，整体上呈现电中性。等离子体早就被人们所见到：宏伟的极光、闪电或电网上的火花、五颜六色的霓虹灯、明亮的高压汞灯、钠灯和日光灯都是等离子体在发光；地球周围的电离层、整个太阳以及其它恒星也是由等离子体组成。等离子体可分为等温等离子体和不等温离子体。一般气体放电产生的等离子体属不等温离子体。 等离子体有一系列的不同于普通气体的独特性质：有很高的温度，气体分子高度电离，是电和热的良导体；带正电荷和带负电荷的粒子密度几乎相等，宏观上是电中性的；等离子体可以为外加电场或磁场所支配；等离子体具有很大且复杂的电导率；产生等离子体震荡。虽然等离子体在宏观上是电中性的，但是由于电子的热运动，等离子体局部会偏离电中性。电荷之间的库仑相互作用，使这种偏离电中性
气体放电中等离子体的研究
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气体放电中等离子体的研究 摘要：本文阐述了气体放电中等离子体的特性及其测试方法，分别使用单探 针法和双探针法测量了等离子体参量，最后对本实验进行了讨论。 关键词：等离子体，等离子体诊断，探针法 1.引言 等离子体作为物质的第四态在宇宙中普遍存在。在实验室中对等离子体的研究是从气体放电开始的。朗缪尔和汤克斯首先引入“等离子体”这个名称。近年来等离子体物理学有了较快发展，并被应用于电力工业、电子工业、金属加工和广播通讯等部门，特别是等离子体的研究，为利用受控热核反应，解决能源问题提供了诱人的前景。 2.实验目的 1.了解气体放电中等离子体的特性。 2.利用等离子体诊断技术测定等离子体的一些基本参量。 3.实验原理 1.等离子体定义及其物理特性 等离子体（又称等离子区）是一种由等量正负电荷离子和中性粒子组成的电离气体，其中正负电荷密度相等，整体上呈现电中性。等离子体可分为等温等离子体和不等温等离子体，一般气体放电产生的等离子体属不等温等离子体。 等离子体有一系列不同于普通气体的特性： （1）高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。 （2）带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。 （3）宏观上是电中性的。 2.等离子体的主要参量 描述等离子体的一些主要参量为： （1）电子温度Te。它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。 （2）带电粒子密度。电子密度为n e，正离子密度为n i，在等离子体中n e≈n i。 （3）轴向电场强度E L。表征为维持等离子体的存在所需的能量。 （4）电子平均动能Ee 。
一、物理研究所简介 中国科学院物理研究所（以下简称“物理所”）前身是成立于1928年的国立中央研究院物理研究所和成立于1929年的北平研究院物理研究所，1950年在两所合并的基础上成立了中国科学院应用物理研究所，1958年9月30日启用现名。 物理所是1998年国务院学位委员会批准的首批物理学博士、硕士学位授予单位之一，现设有物理学、材料科学与工程等2个专业一级学科博士研究生培养点，材料工程、光学工程等2个专业学位硕士研究生培养点，并设有物理学1个专业一级学科博士后流动站，共有在学研究生882人（其中硕士生266人、博士生616人、留学生11人）。在站博士后65人。物理所是中国物理学会的挂靠单位；承办的科技期刊有《物理学报》、Chinese Physics Letters、Chinese Physics B和《物理》。 2019年物理所在本科起点的研究生招收中，预计计划招收学术型硕博连读生约110名（含推免生90人），全日制专业学位工程硕士研究生约10名。 二、中国科学院大学等离子体物理专业招生情况、考试科目 三、中国科学院大学等离子体物理专业分数线 2018年硕士研究生招生复试分数线
2017年硕士研究生招生复试分数线 四、中国科学院大学等离子体物理专业考研参考书目 601高等数学(甲) 《高等数学》（上、下册），同济大学数学教研室主编，高等教育出版社，1996年第四版，以及其后的任何一个版本均可。 617普通物理(甲) 全国重点大学理科类普通物理教材 808电动力学 郭硕鸿著，《电动力学》，高等教育出版社，北京，2008年第三版。 809固体物理 黄昆编著，《固体物理学》，第1版，北京大学出版社，2009年9月1日 阎守胜编著，《固体物理基础》，第3版，北京大学出版社，2011年6月1日 811量子力学 《量子力学教程》曾谨言著（科学出版社 2003年第1版）。 五、中国科学院大学等离子体物理专业复试原则 1.复试一般由报考的研究所或院系组织，在报考的研究所或院系所在地进行。 2.各研究所或院系一般按照参加复试人数与招生计划数不低于120%的比例，按照复试分数线及考生初试成绩，由高到低确定复试考生名单，进行差额复试。生源充足的单位可扩大差额比例。具体差额比例和初试、复试成绩所占权重由各研究所或院系根据招生计划、学科专业特点及生源状况在复试前确定。 3.复试分数线、复试名单以及复试时间、地点、科目、方式等复试要求由各研究所或院系在复试前通过研究所或院系主页等形式向考生公布。 报考少数民族高层次骨干人才计划考生的复试分数线在不低于国家分数线基础上，由国科大根据生源状况和招生计划数自行划定报考国科大考生进入复试分数线基本要求。各研究所、院系依据具体报名和初试成绩情况，结合本单位的学科特点和要求，在不低于国科大复试分数线基础上，确定本单位具体复试分数线要求和进入复试考生名单，实行差额复试，择优录
干法体硅加工―― 深反应离子刻蚀技术 干法体硅加工的必要性： 高深宽比微结构是MEMS体系必不可少的特征之一，基于硅的优异机械特性和半导体工业的积累，硅被选择作为MEMS 的主要结构材料，但是，湿法刻蚀难以实现任意形状的图形转移，复杂微结构的硅材料在高深宽比硅干法刻蚀获得进展之前是非常困难和有很多限制条件的，因此，人们在硅的深刻蚀加工方面倾注了大量的精力，因此也取得了长足进步，发展称为独具特色的专用加工设备，大有取代湿法刻蚀的趋势。 内容： 等离子体刻蚀技术 硅的刻蚀与高深宽比机制 应用
等离子体刻蚀技术 等离子体的形成： 当一定量的化学气体进入一定压力的腔体，在上下电极加上高电压，产生电弧放电，生成大量的离子和自由电子，这种由部分离化的气体组成的气相物质被称为等离子体 对于气体分子AB，其等离子体中可能含有： A,B,A+,B+,AB+,A*,B*,AB*，e 其中激发态的粒子会自发放电，产生辉光，称为辉光放电现象。于是： 直流激发的辉光放电被称为直流辉光放电 射频电流激发的放电就称为射频放电 对于直流等离子体反应，其典型气压约在1mTorr，典型装置如下：
平板间距决定了激发电源的电压，大约是5厘米对应500V，10厘米对应1000V的水平 处于两极之间的等离子体，正电粒子向负极运动，电子向正极运动，电子更快。 离子最终撞击阴极将产生更多的二次电子，二次电子再向正极运动，并被极间电场加速，当能量足够高时，与腔室内的气体分子碰撞，又可以产生新的离子，如此反复，就可以维持腔室内一定区域的等离子状态。 研究表明：等离子体中绝大多数仍为气体分子，自由基和带电粒子只占很小部分，对于简单的直流放电等离子体，自由基约占1%，而离子更是只有大约0.01% 因此，一般等离子体刻蚀反应主要是由自由基去完成的
中国科学院等离子体物理研究所2010年招聘启事中国科学院等离子体物理研究所成立于1978年9月，主要从事高温等离子体物理、磁约束核聚变工程技术及相关高技术研究和开发，以解决人类未来战略新能源一一受控热核聚变能为目标，是我国热核聚变研究的重要基地。经过30多年的发展，在高温等离子体物理 实验及核聚变工程技术研究方面处于国际先进水平，成为“第三世界科学院开放实验室”和 “世界实验室聚变研究中心”，是国际受控热核聚变计划ITER中国工作组的重要单位之一。 等离子体所自力更生、自主创新发展，先后建成并投入运行了HT-6B HT-6M托卡马克 核聚变实验装置，并于1994年建成我国第一个圆截面超导托卡马克装置HT-7;于2006年自主建成世界上第一个非圆截面全超导托卡马克装置EAST EAST成功建设被国际聚变界评价为：“是全世界聚变工程的非凡业绩，是全世界聚变能开发的杰出成就和重要里程碑”，该重大成果荣获2006年“中国十大科技进展”、2008年度“国家科学技术进步奖”一等奖。 研究所在高温热核聚变的相关领域研究成果累累，已建成全面系统的从事等离子体物理和聚变工程及技术研发的先进平台。研究所的这些先进平台以及EAST的工程建设经验和物理基础等，为我国参与国际热核聚变堆ITER计划奠定了基础，为ITER建设做出了不可替代的重要贡献。等离子体所积极参与ITER合作，并已开展了一系列卓有成效的预研工作和基础设施建设。近两年，研究所在ITER高温超导电流引线、TF导体相关技术等方面取得了重要突破。 研究所高度重视大科学工程项目派生出来的技术应用及其发展，积极开拓新的研究领域和交叉科学，形成了如离子束生物学工程、太阳能材料与工程、低温等离子体技术应用等新生长点，在国民经济的发展中起到了重要作用。 等离子体所现有职工500多人，其中中国工程院院士1人、高级研究及工程技术员100 多人，在读研究生约400人。研究所崇尚“甘于奉献、团结协作、锐意进取、争创一流”的大科学文化，培养和造就了一支优秀的工程技术、科研和管理队伍，为创新跨越发展奠定了坚实的基础。全体职工正为把研究所建成全面开放的国际磁约束聚变研究一流研究所而不懈奋斗！ 中国科学院等离子体物理研究所2010年招聘（招聘计划见附件）工作已全面启动，诚邀您的加入！有意者请登录 http://202.127.204.25/rczp/manage/user_main.asp 投递在线简历！