Effect of electron emission on radio-frequency plasma sheaths

Abstract

In this article it is studied the influence of electron emission on sheath parameters near electrodes in radio-frequency discharges with the magnetic field. We considered the one-dimensional radio-frequency discharge in argon between plane electrodes separated by a gap d at various neutral gas pressures, electron emission currents and magnetic field values. The computer simulation is carried out using PIC/MCC method. Results calculations show that the increasing electron emission current causes the decreasing of radio-frequency sheath width and the oscillation amplitude of the electron front. It leads to the increasing of the ion current to the electrode and the ionization rate near the electrode. It is studied conditions, when the radio-frequency sheath instability is appeared and the influence of a gas pressure, a magnetic field value on this phenomenon.

Досліджується вплив електронної емісії на параметри приелектродного шару в радіочастотних розрядах з магнітним полем. Розглядається одновимірний радіочастотний розряд в аргоні між плоскими електродами, що розділені проміжком d, при різних тисках нейтрального газу, струмах електронної емісії і значеннях магнітного поля. Комп’ютерне моделювання виконується методом PIC/MCC. Результати обчислень показують, що збільшення струму електронної емісії викликає зменшення ширини радіочастотного приелектродного шару і амплітуди осциляцій електронного фронту. Це призводить до збільшення іонного струму на електрод і швидкості іонізації газу поблизу електроду. Досліджуються умови появи нестійкості радіочастотного приелектродного шару і вплив на це явище тиску газу і магнітного поля.

Исследуется влияние электронной эмиссии на параметры приэлектродного слоя в радиочастотных разрядах с магнитным полем. Рассматривается одномерный радиочастотный разряд в аргоне между плоскими электродами, разделенными промежутком d, при различных давлениях нейтрального газа, токах электронной эмиссии и значениях магнитного поля. Компьютерное моделирование выполняется методом PIC/MCC. Результаты вычислений показывают, что увеличение тока электронной эмиссии вызывает уменьшение ширины радиочастотного приэлектродного слоя и амплитуды осцилляций электронного фронта. Это приводит к увеличению ионного тока на электрод и скорости ионизации газа вблизи электрода. Исследуются условия, когда появляется неустойчивость радиочастотного приэлектродного слоя, и влияние на это явление давления газа и магнитного поля.