Изучение особенностей дрейфа микрочастиц в плазме, обусловленных спецификой функции распределения электронов по энергиям в нелокальной плазме

  1. На базе построенной аналитической модели исследован дрейф частиц в нелокальной плазме:
  • Исследованы тиро-движения в пределах резко неоднородной плазмы, вызывающие зарядовые модуляции, приводящие к гиро-фазным заносам;
  • определены причины, приводящие к непрерывному дрейфу областей структурированной неоднородности;
  • предсказаны траектории движения, которые испытывают частицы при резко неоднородном УФ освещении.
  • показана возможность использования эффекта в качестве средства для управления движением мелких частиц (<100 нм в диаметре) в плазменных средах, содержащих намагниченные пылинки (при плазменной обработки поверхности, в токамаках и т.д.).

Рис. 1. Траектории микро-частиц в плазме в магнитном поле равном 4T. Прерывистые и сплошные линии соответствуют различным параметрам зарядки. Квадратики и ромбики указывают усредненные центры траекторий для разных параметров зарядки. Мгновенные центры представлены соответствующими спиралями.

Рис. 2. Величина гиро-дрейфа (верх) и направление движения (низ).

 

 

  1. Были проведены исследования влияния пространственного изменения характеристик плазмы (таких как функция распреденения электронов по энергиям) на характеристики дрейфа пылинок в плазме. Показано, что изменение параметров в плазме ведет к изменению заряда пылинок. В свою очередь это ведет к изменению величины и направления движения потоков пылинок. Данный подход может быть использован для селективного управления переноса вещества (например, лекарства в дисперсной форме) при обработке биологических объектов плазмой.
  2. Показана перспективность развития методов селективного (а не интегрального на весь ансамбль как в традиционном гидродинамическом подходе) воздействия на различные группы электронов в нелокальных плазменных средах, представляющего интерес для задач гибкого управления и контроля параметрами неравновесных плазмохимических систем, используемых в современных плазмохимических технологиях и устройствах для использования в экологии, биологии, медицине.
  3. Проведена подготовка к численному исследованию влияния нелокальности плазмы на дрейф микрочастиц. Так же проведен анализ влияния потенциалов стенок плазмы на температуру медленных электронов. Соответствующие рисунки, демонстрирующие управление параметрами плазмы. По этим материалам будет подготовлена статья в текущем году. 

Рис. 3. Сравнение аксиальных распределений электронной температуры (слева) и потенциала плазмы (справа) в середине разряда.

Рис.4. Двухмерный профиль потенциала, ионов и электронов для разряда при 0,2 Торра в аргоне при разрядном напряжении 600 В.