Plasma in general 플라즈마 입자 운동 원리(전자기장에서)
2020.06.26 14:26
플라즈마는 전기장에서 가속운동을 하고 자기장에서 회전운동을 하는데 이런 현상이 발생하는 이유가 자기의 시간적 변화에 의해 전기적 성질이 발현되는 현상을 뜻하는 전자기유도현상과 관련있나요?
번호 | 제목 | 조회 수 |
---|---|---|
공지 | [필독] QnA 글 작성을 위한 권한 안내 [265] | 76540 |
공지 | Q&A 검색 길잡이 – 내게 필요한 정보를 더 빠르게 찾는 방법 | 20076 |
공지 | 개인정보 노출 주의 부탁드립니다. | 57115 |
공지 | kr 입자 조사에 의한 Cu 스퍼터링 에너지 및 이탈 속도 분포 함수 | 68614 |
공지 | 질문하실 때 실명을 사용하여주세요. [3] | 91695 |
623 | Collisional mean free path 문의... [1] | 775 |
622 | 플라즈마 용어 질문드립니다 [1] | 776 |
621 | 라디컬의 재결합 방지 [1] | 779 |
620 | 새집 증후군 없애는 플러스미 - 플라즈마에 대해서 [1] | 782 |
619 | 플라즈마 충격파 질문 [1] | 785 |
618 | 플라즈마용사코팅에서의 carrier gas [1] | 789 |
617 | Si Wafer에 Plasma를 처리했을때 정전기 발생 [1] | 790 |
616 | DBD Plasma Actuator 원리에 대한 질문입니다. [1] | 792 |
615 | ECR ion source에서 plasma가 켜지면 RF reflect가 심해집니다. [2] | 792 |
614 | RF 파워서플라이 매칭 문제 | 799 |
613 | 방전수 활성종 중 과산화수소 측정에 관련하여 질문드립니다. [1] | 809 |
612 | 플라즈마 장치 관련 기초적 질문입니다. [1] | 818 |
611 | ICP Dry Etch 진행시 정전기 발생에 관한 질문입니다. [1] | 825 |
610 | RF 전압인가 시 LF와 HF 에서의 Sheath 비교 [1] | 831 |
609 | 연면거리에 대해 궁금합니다. [1] | 832 |
608 | RIE 공정시에 형성되는 두 효과를 분리해 보고 싶습니다. [1] | 835 |
607 | 매쳐 출력값 검토 부탁 드립니다. [1] | 835 |
606 | PPV(플라즈마 용융 유리화)에 관해 질문드립니다. [1] | 840 |
605 | 안녕하세요 플라즈마의 원초적인 개념에서 궁금한 점이 생겨서 질문드립니다. [1] | 842 |
604 | RF MATCHING 관련 교재 추천 부탁드립니다 [1] | 847 |
하전 입자가 전기장과 자기장에 의해서 운동하는 현상을 Lorentz force 방정식으로 표현할 수 있습니다. F= qE + q vxB 로서 여기서 E/B는 모두 vector 값이고 q는 전하량, 전자는 q=-e 이며 이온은 q=e 이고, v는 입자의 속도 vector 입니다. 여기서 전기력 qE는 전기장의 방향으로 전하들이 운동하는데 가해지는 힘을 의미하며, 자기력 qvxB 전하가 흐르는 전류에 수식으로 자기장이 인가되는 경우 전류 방향과 자기장 방향에 수직 방향으로 전하가 받는 힘을 의미합니다. 실제 전선에 전류가 흐르고, 외부에서 자기장이 수직방향으로 인가되게 되면 전류와 자기장 방향과 수직 (제 3의 방향)으로 전선은 움직이려 하는 것을 확인해 볼 수도 있습니다. 또한 구속되지 않은 전자, 즉 공간내의 전자들은 자기장 인가 하에서 자기장의 수직 방향으로 원운동을 하게 됩니다. (이떼 전자들이 가속되는 경우도 가능하고 전자가 가진 열전자 운동 속도와 결합되어서 원운동이 일어나게 되고, 물론 원운동의 크기는 속도에 비례해서 커지는 차이는 있습니다.)
시간에 따른 의문을 제기하셨는데, 자기력은 쉽게 시간에 따라서 형성될 수가 있습니다. 암페어 법칙에서 알 수 있듯이 전류 가 흐르는 경우 전류 주변으로 자기장이 형성되므로, 전류를 급격히 흐르게 하면 자기장이 만들어지고, 장가장이 전하등에 영향을 미치게 되는 순간 하전 입자들은 수직 방향으로 원운동을 하게 합니다. 순간적으로 전류를 흐르게 해서 자기장을 공간에 쉽게 형성시키는 방법이 안테나에 교류 전류를 흐르게 해서 시 변동 자기장을 만들고 이 시변동 자기장으로 유도되는 전기장을 플라즈마 생성에 이용하는 소스를 ICP라 합니다.
원운동을 하는 하전 입자들은 자유로운 충돌에 의해 확산하는 현상을 감쇄시켜 벽으로의 확산을 줄여 플라즈마 밀도를 유지하는 역할을 하기도 합니다. 이를 magnetic confinement라 하여 벽에 magnetic cusp을 형성시키거나 혹은 전자석을 이용해서 강한 자기장을 장비 축방향으로 형성시켜 플라즈마 밀도를 높이는 방법이 있기는 합니다. 다만 자기장이 있으면 균일도에서 유리하나, 이온/전자 들 하전 입자의 방향이 바뀌는 점을 신중하게 고려해야만 합니다. 이는 최슨 반도체 공정에서 심각한 한계 원인을 제공할 우려가 큽니다.
이번 설명에서 여러가지 용어들은 본 게시판에서 설명되어 있으니 참고해 보시면 좋을 것 같습니다.