微波表面波電漿中之電漿共振反應｜國立清華大學博碩士論文庫

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研究生：	管維中 Guan Wei-Jung
論文名稱：	微波表面波電漿中之電漿共振反應 Study of the Plasma Resonance in a Planar Surface Wave Microwave Plasma
指導教授：	寇崇善 Chwung-Shan Kou
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 物理學系 Department of Physics
論文出版年：	2000
畢業學年度：	88
語文別：	中文
論文頁數：	49
中文關鍵詞：	微波、表面波、電漿、共振、電漿振盪
外文關鍵詞：	Langmuir Probe, Plasma, Surface Wave, Resonance, EEDF, Microwave, Plasma Oscillation
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當電漿振盪頻率與入射電磁波相同時，會發生共振，本研究使用微波電漿源系統，觀察到微波表面波與電漿共振形成之電場local極大，其位置只出現在一個特定的電漿密度，對應於所用的微波源頻率。共振所形成的電場高峰，高度正比於電漿密度的空間變化度，寬度則反比於電漿密度的空間變化度。
本研究以使用2.45GHz的微波源，用Langmuir Probe量測電子能量分佈(EEDF)，以此計算電漿密度，以dipole antenna來量測微波場強。

Plasma has a specific oscillation called as Plasma Oscillation. When Plasma Oscillation and Electromagnetic wave have the same frequency, there exist a resonance between the plasma and the electromagnetic wave . In non-uniform Plasma, the electric field becomes a local maximum if the local plasma density is equal to the resonance density. In accordance with the theory, the measured maximum value of the resonance response is proportional to the plasma density gradient while the measured spatial width of the plasma resonance is inversely proportional to the plasma density gradient.
In this thesis, we use Langmuir probe to measure the characteristic of Plasma and use short dipole antenna to measure the amplitude of electromagnetic wave.

Symbols and Abbreviations                               I
Practical Formulae                                    III

Chapter 1   簡介                                        1

1.1  研究目的 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.2  電漿共振現象. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Chapter 2   實驗安排                                    3

2.1  大面積平面型微波電漿源. . . . . . .. . . . . . . . . .3

2.2  Langmuir實驗量測系統. . . . . . . . . . . . . . . . . 4

     2.2.1  Langmuir probe 結構. . . . . . . . . . . . . . 5

2.3  E-field 量測 . . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . 6

Chapter 3   電漿量測方法與分析原理                      8

3.1  Langmuir Probe . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . 8

     3.1.1  I-V curve 的特性. . . . . . . . . . . . . . . .8

     3.1.2  I-V curve 的分析 (EEDF). . . . . .. . . . . . 11

3.2  Langmuir Probe適用範圍 . . . . . . . . . . . . . . . 16

Chapter 4   量測結果與分析                             17

4.1  電漿整體性質. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

     4.1.1  電漿均勻度量測. . . . . . . . . . . . . . . . 17

     4.1.2  Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

     4.1.3  隨壓力而變的電子溫度. . . . . . . . . . . . . 20

     4.1.4  隨壓力改變density的變化. . . .  . . . . . . . 21

     4.1.5  Density隨增加Power上升. . . . . . . . . . . . 27

4.2  電漿共振現象. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 28

     4.2.1  電漿共振的成因. . . . . . . .  . . . . . . . .28

     4.2.2  電漿共振峰的特性 . . . . . . . . . . . . . . .30

     4.2.3  實驗量測 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

     4.2.4  電漿共振密度 . . . . . . . . . . . . . . . . .32

     4.2.5  電場共振峰的性質 . . . . . . . . . . . . . . .35

     4.2.6  邊界Te上升. . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

     4.2.7  共振現象與電漿臨界密度 . . . . . . . . . . . .40

Chapter 5   結論                                       42

Appendix                                               43

A.1  Pulse mode Voltage Source量測 . . . . . . . . . . . .43

A.2  熱效應 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Reference                                              49

Reference：
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全文公開日期本全文未授權公開 (國家圖書館：臺灣博碩士論文系統)

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