طراحي و شبيه سازي سيستم پلاسماي هليكون

Design and Simulation of the Helicon Plasma System

در اين مقاله، به بررسي و شبيه سازي يك سيستم پلاسماي هليكون با آنتن ناگويا ، با استفاده از نرم افزار شبيه سازي COMSOL Multiphysics 5.3 پرداخته شده است. در شبيه سازي انجام شده ، تمام برهمكنش ها و پارامتر ها موثر در فرايند توليد پلاسما در نظر گرفته شده است . علاوه بر اين، سطح مقطع واكنش هايي كه در پلاسما رخ مي دهد از انرژي ۱/۰ الكترون ولت تا ۱۰۰۰ الكترون ولت در نرم افزار وارد شده است. در شبيه سازي انجام شده ميدان مغناطيسي كويل ها برابر 600 گوس، جريان آنتن 6 آمپر، فشار گاز 10 ميلي تور و شار ورودي گاز 50 (SCCM ) در نظر گرفته شده است. در نهايت توانستيم با استفاده از آنتن ناگويا به پلاسمايي با چگالي پلاسماي و دماي 2.64 الكترون ولت دست يابيم. در اين مقاله علاوه برطراحي و شبيه سازي پلاسماي هليكون ، تاثير تغييرات جريان اعمالي به آنتن ناگويا برچگالي پلاسماي هليكون بررسي شد.

Abstract: In this paper, a Helicon plasma system with Nagoya Type III Antenna is designed and simulated by using, COMSOL Multiphysics 5.2. In this simulation, all effective interactions and parameters in the plasma production process are considered. In addition, the cross-sections of the reactions occurring in the plasma with the energy range from 0.1 eV to 1000 eV are applied in the software. In this simulation, the Argon Helicon Plasma is produced by using Nagoya Type III Antenna considering the following conditions: the magnetic field of 600 G, the antenna current 6 Ampere, with the operating gas pressure 10 mTorr and inlet gas flux of 50 (SCCM). Finally, the plasma with density of order and a temperature of 2.6 eV is obtained by using the Nagoya antenna. The effect of changes in the current, applied to the Nagoya antenna, on the density and absorbed power of the Helicon plasma is also investigated.