【摘 要】
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为了提高双等离子沉积方法所合成薄膜的均匀性,该文提出Particle-in-cell(PIC)方法研究非均匀金属等离子体在电场中运动的二维数学模型,研究了金属等离子体的运动规律并提出
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为了提高双等离子沉积方法所合成薄膜的均匀性,该文提出Particle-in-cell(PIC)方法研究非均匀金属等离子体在电场中运动的二维数学模型,研究了金属等离子体的运动规律并提出了改善双等离子体沉积均匀性的措施,模拟结果表明:脉冲阴极弧等离子体源与衬底之间距离从100增加到200mm时,Ce等离子体在模拟空间的运动时间从15增加到30μs,衬底上最小的归一化沉积粒子数目从0增加到0.2,薄膜沉积的实验结果表明在R=50mm以内沉积的均匀性从52.6﹪增加到74.0﹪,与模拟结果基本吻合;将脉冲阴极弧等离子体源直径从80增加到180mm时,由于初始等离子体分布均匀性的改善,衬底上最小的沉积粒子数目从0.2增大到0.5;在沉积过程中采用两个脉冲阴极弧等离子体源,而且使衬底在沉积过程中匀速旋转时,两个脉冲阴极弧等离子体源的互补效应将提高金属等离子体分布的均匀性.当两个金属等离子体源之间间距分别为100,140和180mm时,模拟区域下边界等离子体密度分布均比较均匀,衬底上沉积粒子数目的最小值分别为0.71,0.88和0.57.数值模拟结果表明采用双脉冲阴极弧等离子体源的方法能够使沉积薄膜获得最好的均匀性.
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