Дослідження розряду навколопорогової потужності в мікрохвильовому індукційному мініатюрному плазмотроні низького тиску

Автор(и)

  • Анатолій Іванович Кузьмичєв Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, Україна https://orcid.org/0000-0003-0087-275X
  • Сергій Олексійович Майкут Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-0913-4190
  • Сергій Борисович Сидоренко Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-3109-2011

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347024010059

Анотація

Наведено дослідження шляхом 2D моделювання в гідродинамічному (дрейфово-дифузійному) наближенні плазмового розряду з навколопороговою потужністю в циліндричній діелектричній кюветі мініатюрного плазмотрона низького тиску з мікрохвильовим накачуванням індуктором на частоті 2,45 ГГц. Діаметр кювети — 14 мм, довжина — 15 мм, тиск аргону — 400 Па. Для діапазону потужностей накачування 10 — 25 мВт розраховані просторові розподіли густини електронів, іонів та метастабільних атомів, температури електронів та газу, поглиненої електромагнітної енергії, проникнення змінного магнітного поля у плазму, статичного електричного поля у плазмі. Порогова потужність накачування для стійкого ініціювання розряду — 15 мВт, магнітне поле проникає в плазму до осі кювети та має соленоїдний характер, відсутній сильно виражений скін-ефект. Радіальний розподіл густини заряджених частинок в основному визначається найнижчою дифузійною модою з максимальним значенням на осі, де густина електронів та іонів — 5×1016 м–3 при потужності накачуванні 15 мВт та 2×1017 м–3 при 25 мВт, температура електронів — 1,3 еВ, статичний потенціал плазми щодо діелектричної оболонки кювети — 12 В. Радіальний розподіл поглинання електромагнітної потужності має екстремальний характер з максимумом на радіусі 4,3 мм, де густина поглиненої потужності — 26 кВт×м–3 при накачуванні 25 мВт. Отримані результати можуть бути використані при створенні плазмових генераторів для мініатюрних радіоелектронних і газоаналітичних приладів.

Біографії авторів

Анатолій Іванович Кузьмичєв, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ

Кафедра електронних пристроїв та систем, факультет електроніки

Сергій Олексійович Майкут, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Київ

Кафедра загальної фізики та моделювання фізичних процесів, фізико-математичний факультет

Сергій Борисович Сидоренко, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Київ

Кафедра електронних пристроїв та систем, факультет електроніки

Опубліковано

2024-12-09

Як цитувати

Кузьмичєв, А. І., Майкут, С. О., & Сидоренко, С. Б. (2024). Дослідження розряду навколопорогової потужності в мікрохвильовому індукційному мініатюрному плазмотроні низького тиску. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка. https://doi.org/10.20535/S0021347024010059

Номер

Розділ

Короткі повідомлення