플라즈마 관련 대학원에 진학 예정중인 학부생입니다.

먼저, 저의 무지함에 용서를 바라며 기초적인 질문을 드릴려고 합니다.


첫 질문은 제가 공부중인 책에선, CCP나 Icp에서 플라즈마가 형성되었을 때, 전자밀도와 위치 그래프를 보면 전자밀도는 bulk 영역내에선 동일하였습니다.

허나, icp의 경우, comsol로 간단한 icp를 이용헌 argon 방전 예제를 돌려보았는데 챔버의 중심부에서 전자밀도가 가장 높았습니다.

쉬스에 의해서 밀도가 감소하는 영역이 동일하니까 전자밀도의 분포가 대칭을 이룬다는 것은 어느정도 이해가 가지만, 시뮬레이션과 다르게 책에선 bulk내의 전자밀도가 왜 동일한지가 궁금합니다.(ac source의 주파수와 시간의 곱이 0일 때)

아니면 이러한 bulk 내에서의 전자밀도의 분포가 온도, 압력, 전원소스의 크기, 주파수 등 여러 인자에 인해서 바뀌는 건지도 궁금합니다.


두번째 질문은 플라즈마 형성시 챔버의 geometry가 왜 중요한지 궁금합니다. 

저는 여러 물리 인자들, 예를 들면 온도, 압력, 주파수 등 이런 것들에 의해서 방전이 좌우되고 플라즈마 특성에 영향을 준다고 생각했는데 챔버의 구조도 중요하다고 읽었습니다.

가스 주입구나 배출구, 전원소스의 위치의 중요성은 아직은 설명은 못하겠지만 직관적으로 중요하다고 생각이 듭니다.

하지만, 챔버가 원기둥인지, 육면체인지, 혹은 챔버의 반경과 높이 등 이런 요소들이 왜 플라즈마 형성에 치명적으로 영향을 끼치는지 잘 모르겠습니다.

물론, 높이나 반경 이런 요소들이 극심하게 차이가 난다면 전기장에 영향을 끼쳐 방전이 달라질 것이라고 생각이 들지만...

제가 챔버의 geometry에 너무 둔감하다고 생각합니다. 챔버의 geometry 중요성에 관해 조언을 구할 수 있을까요?


마지막 질문은 플라즈마 전위입니다. 저는 플라즈마에서 bulk 영역의 전위가 일정하게 생기는 이유를 회로관점으로 이해하였습니다.

플라즈마의 저항 성분 때문에 bulk 영역에 포텐셜이 생기고, bulk 내에선 전자와 이온의 수가 거의 같아 전기장이 거의 0에 가까워서 전압차가 나지않는다고 생각하였는데, 좀 더 고민해보니 부족한 점이 많은 설명이라고 생각합니다.

구체적으로, 저항 소자의 양쪽 node에 같은 전압을 걸어준 case가 bulk영역의 포텐셜과 같은 경우라고 생각하는데, 근본적으로 플라즈마의 저항 성분이 왜 생기고, 이 전위가 왜 걸리며 전위의 크기는 어떻게 결정되는지 궁금합니다.



스스로 좀 더 고민을 하고 책을 찾아보며 답을 찾는게 가장 좋은 방법이겠지만, 지금 이 수준이 저의 수준이라고 생각합니다.

부끄럽지만 답변 기다리겠습니다.

읽어주셔서 감사합니다.

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