射频放电等离子体过程
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二氧化碳等离子体介绍二氧化碳等离子体是指在适当的条件下,将二氧化碳气体转化为等离子体状态的物质。
等离子体是一种由带电粒子组成的气体,具有高温、高能量和高活性的特性。
二氧化碳等离子体在科学研究、工业生产和医学应用等领域具有广泛的应用前景。
二氧化碳等离子体的形成1. 基本原理二氧化碳等离子体的形成是通过电离过程实现的。
当二氧化碳气体暴露在足够强的电场中时,气体分子会失去或获得电子,形成带正电荷或带负电荷的离子。
这些带电的离子与未电离的气体分子共同组成了等离子体。
2. 电离方法二氧化碳等离子体的形成可以通过多种方法实现: - 电弧放电:利用电弧放电产生高温高能量的等离子体。
- 射频放电:利用射频电场加热二氧化碳气体,使其电离形成等离子体。
- 激光电离:利用激光脉冲对二氧化碳气体进行电离。
二氧化碳等离子体的特性1. 高温、高能量二氧化碳等离子体具有高温和高能量的特性,可以达到数千摄氏度的温度,释放出大量的热能。
这使得二氧化碳等离子体在材料加工、焊接和切割等工业应用中具有重要的作用。
2. 高活性二氧化碳等离子体具有高活性的特性,可以与其他物质发生化学反应。
这使得二氧化碳等离子体在环境治理、废物处理和有机合成等领域具有潜在的应用价值。
3. 选择性反应二氧化碳等离子体在与其他物质发生反应时具有一定的选择性。
这意味着二氧化碳等离子体可以选择性地与特定的物质反应,从而实现特定的化学转化。
这种选择性反应使得二氧化碳等离子体在催化剂制备、化学合成和环境修复等领域具有潜在的应用前景。
二氧化碳等离子体的应用1. 工业应用•材料加工:二氧化碳等离子体可以用于金属表面的清洗、改性和涂覆等工艺,提高材料的表面性能。
•焊接和切割:二氧化碳等离子体在焊接和切割过程中可以提供高温和高能量,实现金属的连接和切割。
2. 环境应用•废气处理:二氧化碳等离子体可以将废气中的有机物质进行氧化分解,减少对环境的污染。
•污水处理:二氧化碳等离子体可以将污水中的有机物质进行氧化分解,提高水质的处理效果。
PECVD的工作原理引言概述:PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)是一种常用的薄膜沉积技术,广泛应用于半导体、光电子、显示器件等领域。
本文将详细介绍PECVD的工作原理,包括原理概述、工作过程、薄膜生长机理、应用领域以及未来发展方向。
一、原理概述:1.1 电浆(Plasma)的生成:PECVD利用高频电场或射频电场作用下的气体放电,产生等离子体。
通过加热、电离和激发气体分子,形成高能态的离子和电子,从而激活反应气体,促使薄膜沉积反应的进行。
1.2 化学气相反应:PECVD通过将反应气体引入等离子体区域,使其与激活的离子和电子进行化学反应。
反应气体中的原子、分子或离子在表面发生吸附、解离、再组合等反应,生成所需的薄膜材料。
1.3 薄膜沉积:反应气体中的反应产物在基片表面沉积,形成均匀、致密的薄膜。
PECVD可以控制沉积速率、薄膜厚度、成分等参数,实现对薄膜性质的调控。
二、工作过程:2.1 真空系统:PECVD工作需要在较低的气压下进行,通常使用真空系统将反应室抽取至高真空状态。
真空系统包括抽气系统、气体进出系统和真空度检测系统。
2.2 气体供给系统:PECVD需要提供反应气体,通常包括载气、前驱体和稀释气体。
载气用于稀释前驱体,稀释气体用于调节反应气体的浓度。
2.3 等离子体生成和控制:通过高频电源或射频电源提供能量,产生等离子体。
同时,通过电极结构和电源参数的调节,可以控制等离子体的密度、温度和化学活性。
三、薄膜生长机理:3.1 吸附:反应气体中的原子、分子或离子在基片表面吸附。
3.2 解离:吸附的反应气体在等离子体的作用下发生解离,形成活性物种。
3.3 反应:活性物种在基片表面发生化学反应,生成所需的薄膜材料。
四、应用领域:4.1 半导体器件:PECVD广泛应用于半导体器件的制备,如硅基薄膜晶体管、光电二极管等。
4.2 光电子器件:PECVD可用于制备光学薄膜、光纤、太阳能电池等光电子器件。
等离子体物理学中的等离子体加热等离子体是一种碰撞离子和自由电子构成的高度电离气体状态。
它具有许多独特的性质和应用。
为了研究等离子体的性质和进一步应用这些性质,我们需要找到一种方法来加热等离子体并维持其稳定状态。
等离子体加热是等离子体物理学中的一个重要领域,它涉及各种加热方法和技术。
在等离子体物理学中,常用的等离子体加热方法包括射频加热、电弧放电、激波加热、电子束加热等。
这些方法有着各自的优缺点,适用于不同类型的等离子体研究。
射频加热是一种常用的等离子体加热方法。
它利用高频电磁场的能量传输来加热等离子体。
在这种方法中,射频电磁波会与等离子体相互作用,将能量传递给等离子体中的电子,使其获得更高的能量。
这种加热方式可以很好地控制等离子体的温度,并且可以在广泛的频率范围内进行。
电弧放电是另一种常见的等离子体加热方法。
它通过在两个电极之间产生一种弧光放电来加热等离子体。
在这种方法中,电流通过等离子体以激发放电和能量传递。
电弧放电可以产生高温和高密度的等离子体,适用于需要高能量密度的实验和应用。
激波加热是一种利用激波传播过程中的压缩和加热效应来加热等离子体的方法。
激波将能量传输到等离子体中,压缩等离子体并提高其温度。
激波加热可以产生高能量和高温度的等离子体,适用于一些需要高能量密度和控制加热方式的研究。
电子束加热是一种利用高能电子束的能量来加热等离子体的方法。
在这种方法中,高能电子束可以直接传递能量给等离子体中的电子,使其获得更高的能量。
这种加热方式可以产生高温和高密度的等离子体,并且具有良好的空间选择性。
因此,电子束加热常用于等离子体束流加速器和等离子体诊断等应用中。
除了上述方法外,还有许多其他的等离子体加热技术,如激光加热、微波加热、与粒子束加热等。
这些方法在不同的等离子体实验和应用中起着重要的作用。
它们不仅可以提供对等离子体的加热和能量传递,还可以用于探测等离子体的性质和行为。
等离子体加热在科学研究和工业应用中发挥着重要的作用。
半导体制程技术导论:等离子体工艺引言半导体制程技术是制造集成电路(IC)的关键步骤,其中等离子体工艺是半导体行业中使用的一种重要技术。
本文将介绍半导体制程技术中的等离子体工艺,并对其原理、应用和发展进行探讨。
等离子体工艺的原理等离子体是物质电离后形成的带正电荷离子和带负电荷电子混合体。
等离子体工艺是通过将物质转化为等离子体状态,控制等离子体的性质和行为来实现半导体制程中所需的加工和改性效果。
等离子体工艺常用的激活方法有射频(RF)放电、直流(DC)放电和微波放电等。
射频放电是最常用的等离子体激活方法,利用射频场激发气体分子使之电离,形成等离子体,进而实现半导体表面的加工。
通过调整激活气体的种类和浓度,可以改变等离子体的特性,例如密度、温度和成分等。
等离子体工艺的应用等离子体工艺在半导体制程中具有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域:清洗和去除残留物在半导体制程中,清洗和去除残留物是至关重要的步骤。
等离子体工艺可以将外表面的有机和无机污染物迅速清除,保证半导体器件的质量和性能。
氧化和沉积等离子体工艺可以在半导体表面生成氧化膜,用于隔离和保护电子元件。
此外,等离子体沉积技术可以实现薄膜材料在半导体表面的沉积,用于光刻和其他制程步骤。
电离掺杂半导体掺杂是通过将杂质原子引入半导体晶格中改变材料的电导性质。
等离子体工艺可以实现高浓度、均匀的掺杂效果,提高半导体器件的性能。
等离子体工艺的发展随着集成电路技术的不断发展,等离子体工艺也在不断演进和改进。
以下是几个与等离子体工艺相关的发展趋势:低温等离子体工艺低温等离子体工艺是指在较低的温度下进行的等离子体加工。
这种工艺不仅可以避免材料的热膨胀和变形,还可以实现对敏感材料的加工,如有机材料和聚合物。
纳米加工技术随着纳米技术的发展,对于集成电路中微小结构的加工需求也越来越高。
等离子体工艺可以利用其高度可控和高精度的特点,实现纳米尺度下的微细加工和纳米结构的制备。
等离子体增强化学气相沉积(PECVD)PECVD将等离子体工艺和化学气相沉积技术结合起来,可以在半导体材料的表面沉积非晶硅、氮化硅等薄膜。
PECVD的工作原理PECVD的工作原理:PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)是一种利用等离子体增强的化学气相沉积技术,用于在材料表面或者器件上生长薄膜。
在PECVD过程中,等离子体激活气体和前驱体份子之间发生化学反应,生成所需的薄膜。
工作原理:1. 等离子体产生:PECVD过程中,首先需要产生等离子体。
通常使用射频(RF)电源提供高频电场,将气体放电产生等离子体。
等离子体中的电子和离子具有高能量,可激活化学反应。
2. 前驱体供应:在PECVD过程中,需要提供前驱体份子,即用于生成薄膜的化学物质。
前驱体可以是气体(如硅氢化物、氨气)或者液体(如有机溶液)。
前驱体通过气体或者液体供应系统引入反应室。
3. 化学反应:激活的等离子体与前驱体份子发生化学反应,生成所需的薄膜。
化学反应的具体机制取决于前驱体的性质和反应条件。
例如,当使用硅氢化物作为前驱体时,反应可以生成硅基薄膜。
4. 薄膜沉积:化学反应生成的薄膜沉积在基底表面上。
基底可以是硅片、玻璃等材料。
薄膜的沉积速率和性质可通过调节反应条件(如气体流量、功率密度、反应温度)来控制。
5. 控制和监测:在PECVD过程中,需要对反应条件进行控制和监测,以确保薄膜的质量和均匀性。
常用的控制参数包括气体流量、反应温度、功率密度等。
监测手段可以使用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等。
应用领域:PECVD技术广泛应用于半导体、光电子、显示器件等领域。
例如,用于制备硅基薄膜太阳能电池、平面显示器(LCD、OLED)、光纤通信器件等。
PECVD 技术可以实现较低的沉积温度和较高的沉积速率,因此在柔性电子学领域也具有潜在应用价值。
总结:PECVD是一种利用等离子体增强的化学气相沉积技术,用于在材料表面或者器件上生长薄膜。
其工作原理包括等离子体产生、前驱体供应、化学反应、薄膜沉积以及控制和监测。
低温等离子体的产生方法低温等离子体是指温度低于室温、高于绝对零度的气体中的正离子和自由电子共存并局部电中性的状态。
低温等离子体在物理、化学和工程学等领域具有广泛的应用,如等离子体显示器、等离子体刻蚀、等离子体辅助化学反应等。
在以下的回答中,我将介绍几种产生低温等离子体的方法:1.放电法产生低温等离子体:这是最常见的一种方法。
通过在气体中传递电流产生放电,使气体中的分子碰撞、电离、激发从而形成等离子体。
例如,高压电晕放电等离子体是利用电极间的放电空间产生的。
2.激光等离子体产生法:激光可以提供高强度、短脉冲的能量,通过作用于气体或固体材料,产生高温和高电子密度的等离子体。
这种方法常用于激光等离子体刻蚀、激光等离子体化学反应等领域。
3.等离子体电化学法:在液体中使用电流产生等离子体现象。
例如,在含有电解质的溶液中通电,产生电解质的阳离子和自由电子,形成等离子体。
这种方法常用于等离子体修复和合成化学反应等领域。
4.电子束法:通过电子束轰击气体或固体材料,使其电离、激发从而形成等离子体。
这种方法常用于电子束等离子体刻蚀技术、电子束等离子体源等领域。
5.射频等离子体法:通过高频电场(射频场)在气体中激发电离和激发过程,形成等离子体。
在射频等离子体法中,通常使用带有射频电源的电极(如平行板电极、螺旋电极),将气体放置在电极之间形成射频等离子体。
这种方法常用于等离子体刻蚀、等离子体辅助化学反应等领域。
需要注意的是,这些方法产生的低温等离子体都有一定的特性和优缺点。
例如,放电等离子体和射频等离子体相对易于产生,但温度较高,常用于需要高温等离子体的应用;而激光等离子体和电子束等离子体产生的温度较低,但设备复杂、成本较高。
因此,在具体应用时需要根据实际需求选择合适的方法来产生低温等离子体。
等离子切割机工作原理等离子切割机是一种常用于金属加工的切割设备,它利用等离子体的高温和高能量来切割金属材料。
下面将详细介绍等离子切割机的工作原理。
1. 等离子体的生成等离子体是一种由高温气体电离而形成的第四态物质,它由带正电荷的离子和带负电荷的电子组成。
在等离子切割机中,首先需要生成等离子体。
这一过程通常通过两种方式来实现:直流放电和射频放电。
2. 直流放电直流放电是一种常见的等离子体生成方式。
在等离子切割机中,通过将两个电极(阳极和阴极)放置在一个封闭的空间内,然后在电极之间施加高电压,电子从阴极流向阳极,与气体分子碰撞并电离,从而形成等离子体。
3. 射频放电射频放电是另一种常用的等离子体生成方式。
它利用高频电场的作用,将气体分子电离并形成等离子体。
在等离子切割机中,通过在电极之间施加高频电场,使气体分子电离并形成等离子体。
4. 等离子切割过程等离子切割机的等离子体主要用于切割金属材料。
在切割过程中,等离子体的高温和高能量将金属材料加热至熔点以上,并通过氧化反应将其切割。
具体的切割过程如下:a. 等离子体喷嘴:等离子切割机通常配备一个喷嘴,用于将等离子体引导到切割区域。
喷嘴内部有一个小孔,通过这个小孔将等离子体喷射到切割区域。
b. 金属材料加热:喷嘴将等离子体喷射到金属材料上,等离子体的高温和高能量将金属材料加热至熔点以上。
这种高温状态使金属材料表面的氧化物迅速燃烧,从而形成氧化反应。
c. 氧化反应:在等离子体的高温作用下,金属材料表面的氧化物与氧气发生反应,生成气体和金属氧化物。
这些气体会通过喷嘴排出,而金属氧化物则会被切割机的气流吹走。
d. 切割完成:通过控制喷嘴的移动速度和切割区域的温度,可以实现对金属材料的精确切割。
等离子切割机通常配备了计算机控制系统,可以根据预设的图形进行自动切割。
5. 应用领域等离子切割机广泛应用于金属加工领域。
它可以切割各种金属材料,如钢铁、铝合金、铜等。
由于等离子切割机具有切割速度快、切割质量高、切割精度高等优点,因此在汽车制造、船舶制造、机械制造等行业得到广泛应用。
1、论文(设计)研究目标及主要任务近些年来,等离子体的研究受到高度关注,由射频放电方式产生的低气压、高密度等离子体在新材料的制备及材料表面改性等工艺中得到了越来越广泛的应用,为了控制离子入射到极板上的行为,通常在极板上施加一射频(RF)偏压,从而在极板附近形成一射频等离子体鞘层。
本课题将对离子在射频鞘层中的运动行为进行跟踪研究,力求找到等离子体中各基本粒子随射频频率变化而引起的分布情况。
利用流体力学方程,将采用一个自洽的无碰撞射频等离子体鞘层动力学模型实施数值模拟。
2、论文的主要内容介绍等离子体的概念;等离子体的流体力学理论;对射频等离子体放电的流体动力学模拟射频等离子体鞘层动力学模型给予论述。
对模拟结果进行分析研究,为其应用提供理论基础。
3、论文的基础条件及研究路线根据现有的研究成果,描述任意频率段的射频鞘层演化过程以及对射频放电的物理过程进行分析计算,并指明今后的研究方向。
4、主要参考文献[1] 居建华.氮对类金刚石薄膜的微观结构内应力与附着力的影响[J].物理学报,2000,49(11):2310-2314.[2] 马锡英.氮化硼薄膜的生长特性粘附性研究[J].物理学报,1998,304(05):3-101.[3] 戴忠玲.射频等离子体鞘层动力学模型[J].物理学报,2001,50(12):2399-2402.[4] Hua-Tan Qiu.Collisional effects on the radio-frequency sheath dynamics[J].Journal of applied physics,2002,51(06):1332-1337.[5] 朱武飚.负偏压射频放电过程的流体力学模拟[J].物理学报,2000,45(07):1138-1145.[6] 马腾才.等离子体物理原理[M].合肥市:中国科学技术大学出版社,1988:1-2 32.指导教师:高书侠 2011 年 1 月 2 日教研室主任:李玉现 2011 年 1 月 2 日河北师范大学本科生毕业论文文献综述河北师范大学本科生毕业论文翻译文章目录中文摘要、关键词 (Ⅱ)1、引言 (1)2、等离子体的概念 (2)3、等离子体的流体力学理论 (2)3.1双流体理论 (2)3.2单流体理论 (3)4、射频等离子体放电的流体动力学模拟 (4)4.1理论模型 (4)4.2数值结果与分析 (8)5、射频等离子体鞘层动力学模型 (10)5.1理论模型 (10)5.2数值结果 (12)6、结论 (13)参考文献 (15)英文摘要、关键词 (16)射频放电等离子体过程摘要:本文采用流体力学的方法研究了负偏压射频放电的物理过程,在不同的近似条件下,计算了带电粒子的密度及电场的时空分布,数值结果表明,电极附近存在一明显的离子鞘层区,在该区内,电子密度迅速减小并趋于零,而离子的密度则明显不为零。
在鞘层区以外,是电子和离子密度相等并接近空间均匀等离子区。
鞘层区内,由于离子密度与电子密度不相等,形成了一个空间电荷区,从而具有较强的鞘层电场,而等离子区内,电场较弱,且是均匀分布的。
同时在流体力学方程的基础上建立了一种自洽的无碰撞射频等离子体鞘层动力学模型。
这种自洽性是指由于考虑了瞬时鞘层电场对离子运动的影响,因此该模型适用于描述任意频率段的射频鞘层演化过程。
采用数值方法模拟出鞘层内离子密度的时空变化。
结果表明,当射频场的频率小于或等于离子等离子体频率时,离子流密度明显地随时间变化。
关键词:射频,放电,鞘层,流体力学射频放电等离子体过程1引言近几年来,由射频放电方式产生的低气压、高密度等离子体在新材料的制备及材料表面改性等工艺中得到了越来越广泛的应用,例如采用这种等离子体可以合成薄膜材料[1-2]以及对金属和半导体薄膜等进行刻蚀[3]。
在等离子体加工过程中,工艺的质量在很大程度上取决于等离子体和工件的相互作用过程,离子入射到极板上的能量分布和角度分布是两个关键的物理量,它们直接决定着刻蚀的异向性和刻蚀率的大小。
为了控制离子入射到极板上的行为,一般在极板上施加一射频(RF)偏压,从而可以在极板附近形成射频等离子体鞘层[4]。
当离子从等离子体中穿越鞘层向极板运动时,将受到射频鞘层电场的加速,并以一定的能量和角度轰击到极板的表面上。
离子在射频鞘层中的运动行为,不但受到等离子体参量的影响,而且受到外加射频场的调制。
因此研究射频放电的物理机制及放电参量对加工过程的影响是十分必要的。
人们在研究射频放电的物理过程时,采用了许多方法,如Lieberman和Godyak等的解析模型[4]。
在这种方法中他们把整个放电室分成鞘层区和准中性的均匀等离子体区并对鞘层区的电子密度进行了唯象假定,从而解析地研究了鞘层的演化过程。
然而,事实上电子在鞘层中的分布是连续的,很难准确地区分鞘层区和等离子区。
这种方法对他们之间的过渡区难以准确的分析,而且为了能够解析求解,此方法假定较多。
目前采用较多的是较为严格流体力学模拟方法[5]。
由于在等离子体中,电子和离子的运动状态近似于流体,通常把等离子体看作一种双流体,采用了流体力学方程组对其进行分析研究。
在这种方法中,对电子的动量平衡方程基本上都采用迁移-扩散近似,其主要差别在于对离子的动量平衡方程所作的不同近似。
因此,上述方法都有一定的不足之处。
本文在第四部分采用较为严格的离子动量平衡方程和比较合理的边界条件,对射频放电的物理过程进行分析计算。
同样人们在对射频鞘层研究中,也做出了不同程度的近似。
当外加射频场的频率远小于离子等离子体频率时,瞬时电势决定了鞘层中离子运动,此时每一时刻的射频鞘层特性和电势为相应值的直流辉光放电的鞘层特性一样。
Metze等提出的一种模型描述了这种低频的离子运动。
当外加射频场的频率远大于离子等离子频率时,离子不能及时响应射频电场的变化.对这种高频的情况,Godyak和Sternberg假定鞘层中的平均电场决定离子的运动,并采用阶梯模型来描述鞘层内电子的密度分布,从而得到无碰撞射频鞘层演化方程的解析解。
为了避免阶梯模型给电子密度分布带来的不精确性,研究者假定鞘层内的电子密度分布服从Boltzmann分布,并且建立了自洽的鞘层厚度演化方程。
然而,对于中低频范围的外加射频场,不容易得到鞘层演化方程的解析解。
对于这种情况,离子对射频电场的变化只是部分响应的。
Miller和Riley提出一个“衰减势”模型来研究在该频率段的离子动力学问题,但是在他们的工作中假定鞘层中离子流密度是恒定不变的。
Bose 等研究中等频率的射频鞘层特性试图建立一个时空变化的离子动力学模型,它假定了极板上的电位是给定的,且为一正弦波形,这显然是不自洽的。
本文将在第五部分在流体力学方程的基础上建立一种自洽的射频鞘层动力学模型。
由于考虑了瞬时鞘层电场对离子运动的影响,因此该模型适用于描述任意频率段的射频鞘层演化过程。
2等离子体的概念等离子体被称为物质的第四态,它是由电子和正离子组成的一种物质的聚集态[5]。
众所周知,物质的聚集态随着物质温度的升高会发生由固态到液态最后到气态的变化。
然而,这只是常温状态下的情况,如果温度升高,达到几万度甚至几十万度,则分子和原子之间已难以相互束缚,原子中的电子也会摆脱核的束缚而成为自由电子,这样原来的气体就变成了一团由电子和核离子组成的混合物,这种混合物就称为等离子体。
等离子体是一种全新的物质的状态,它与气体有本质的区别。
统观宇宙,99.9%的物质都处于等离子体状态,虽然地球上很少存在天然等离子体,但是在上层大气(电离层)中,存在着由稀薄大气的光致电离产生的等离子体。
在离地球更远的地方,等离子体在接近真空的空间被地磁场所俘获。
等离子体从太阳流向地球(太阳风)并充满星际空间的许多区域,形成了一种被用于观察更外层空间的介质。
通过研究它们对无线电波的吸收,反射及折射,可得到许多有用的信息,等离子体的研究在近代物理的发展中起了很重要的作用。
在其它许多领域如大气物理,无线电物理等方面也起重要的作用。
发展受控热核反应堆也是等离子体物理中比较有前途的实际应用。
因此对等离子体的研究具有重要的意义。
3等离子体的流体力学理论在此介绍把等离子体作为流体模型处理的流体力学理论。
提出流体模型的依据是:等离子体虽是一种气体,但具有许多与导电流体共同的性质,显示着相关运动。
通过流体模型能获得对等离子体波的较为完整的认识。
在流体模型中,若把等离子体的离子和电子做为独立的、有相互作用的流体来处理,则将为双流体理论;若把等离子体描述为单流体,则称为单流体理论。
下面分别讨论。
3.1双流体理论把等离子体的离子和电子各作为导电流体处理后,它们各自服从流体的变化规律,它们间由麦克斯韦方程耦合起来。
这时描述所用的物理量αααp v n 、、 分为各类粒子的密度、速度和压强,αααp v n 、、 之间的关系满足连续性方程和动量输运方程[5]连续性方程0.=∇+∂∂αααv n tn (3.1) 动量输运方程αααααααP C q n v v t m n a ∇-⨯→+=∇⋅+∂∂)()(B Ε (3.2)麦克斯韦方程⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+∂∂=⨯∇∂∂-=⨯∇=⋅∇∑∑αααααααπv q n c t E c B t B c E q n E 4114 (3.3) 假设系统为温度相当于108~109K 完全电离的等离子体,如太阳、受控热核聚变等。
e i 、=α,即为离子和电子,等离子体是各向同性的。
为使方程封闭,每种流体需要一个状态方程,或其他一些限制。
例如,在等离子体发展过程中关于热通量的假设, 或导致 n p Α= (等温) (3.4) 或导致 3/5An p = (绝热) (3.5) 或甚至导致 0=p (很稀薄的情况) (3.6)这样分别对应于等离子体所处的不同状态。
对上面的方程简化,然后通过数学处理可解出等离子体中各种波的传播及演化情况以及其它宏观性质。
3.2单流体理论将离子和电子的密度和速度合并起来,可得物理量为总质量密度(,)m x t ρ,质心速度(,)v x t 、电流J 以及电荷密度(,)x t ηρ的流体方程,这就是单流体理论。
它和双流理论在形式上是完全等同的,但它们代表着不同的近似方案,单流体理论是许多问题较为简单的出发点。
质量密度i i e e m m n m n t x +=),(ρ电荷密度)(),(e i n n e t x -=ηρ (3.7)质心速度ii e e ii i e e e m n m n v m n v m n m n v m n t x v ++==∑∑ααααααα),( 总电流ααααv n q J∑=在质心坐标系中,电子和离子的压强为张量形式和分布函数有关。