مفعول درجة الحرارة الإلكترونية على الخصائص الكهربائية في بلازما التفريغ الكهربائي

Abstract

ملخص: يهتم عملنا بحساب الخصائص الكهربائية )الكثافة الالكترونية والكثافة الأيونية، درجة الحرارة الالكترونية والكمون الكهربائي( لبلازما الأرغون Ar المستعملة لتوضع طبقات السيليسيوم Si بطريقة الرش المهبطي، حيث يتراوح البعد بين اللبوسين من ( 3cm إلى 4cm ) ا ولضغط يقدر ب ) (1Torr ، أما درجة حرارة الإلكترونات فتساوي ) eV . )1 قمنا بتطبيق نموذج الموائع لبعد واحد ونظام مستقر، الذي يعتمد على معادلة الاستمرارية للالكترونات والايونات مكملة بمعادلة بواسون. إعت برنا الطرف الثاني لمعادلة الاستمرارية متعلق بدرجة الحرارة الالكترونية مما يستوجب علينا إضافة معادلة الطاقة إذ تمكننا هذه الأخيرة. من حساب تغير الموضعي لدرجة الحرارة الالكترونية. إعتمدنا على الصيغة الآسية لعبارات التدفق )الكتروني، ألايوني والطاقة( وعلى طريقة الحجوم المنتهية للحل العددي. تمت برمجة المعادلات بلغة الفورترون معتمدين في ذلك الطريقة التكرارية غوص - صيدل لحساب الكمون الكهربائي، الكثافة الأيونية والكثافة الإلكترونية ودرجة الحرارة الالكترونية. النتائج التي تحصلنا عليها أبدت توافقا مع نتائج أعمال أخرى، أما عن تأثير الخصائص الماكروسكوبية فتبين لنا أن لها دور كبير في تغيير الخصائص الكهربائية للبلازما . Résumé : Nous nous intéressons dans ce travail au calcul des propriétés électriques (densité électronique, densité ionique, température électronique et potentiel électrique) d'un plasma d'argon utilisé pour la déposition de couches minces de silicium par pulvérisation cathodique. La distance entre électrode est de 3 cm à 4 cm, la pression est de l'ordre de 1 torr et la température électronique est de 1 eV. Nous avons appliqué le modèle fluide à une dimension en régime stationnaire se basant sur les équations de continuité des électrons et des ions et l'équation de Poisson. Nous avons considéré que le deuxième membre de l'équation de continuité dépend de la température. Il est alors nécessaire de résoudre l'équation d'énergie permettant un calcul spatial de la température électronique. Pour la résolution numérique, nous avons choisi le Schéma Exponentiel des densités électronique, ionique et d'énergie et la Méthode des Volumes Finies. La programmation au langage Fortran 77 et l'utilisation de la méthode itérative de Gauss-Seidel nous ont permis de calculer le potentiel électrique, la densité ionique, la densité électronique et la température électronique. Les résultats obtenus sont en bon accord avec d'autres résultats cités dans la littérature. Les variations des grandeurs macroscopiques influencent les propriétés électriques. Summary: We are interested to calculate electrical properties (electronic density, ionic density, electronic temperature and electrical potential) of argon plasma used to deposit silicon layers by spraying method. Distance between electrodes is about 3cm to 4cm, and pressure is estimated to 1Torr and electronic temperature is 1eV. We applied the fluid model at one dimension for a stationary system, which it's based on the continuity equation for electrons and ions and Poisson equation. We considered the second part of the continuity equation related to temperature, which requires us to add energy equation. This equation allows resolving local electronic temperature. For the numerical solution we used exponential form to current densities of electronic, ionic and energy and we used Finite Volume Method. Our program, written with Fortran 77 language, has used Gauss-Seidel iterative method to calculate the electrical potential, electronic density, ionic density and electronic temperature. Results have shown that we have good agreement with published other works. We presented the effect of macroscopic parameters on electrical properties of the plasma.