Институт вычислительной математики и математической геофизики СОРАН

Тезисы докладов

Численное решение дифференциальных и интегральных уравнений

Описана численная модель тлеющего ВЧ-разряда в силановой плазме на основе метода частиц в ячейках. Представлена новая модификация метода частиц, основанная на адаптивном изменении масс модельных частиц. Для каждого сорта частиц(электроны, ионы водорода и силана) модельные частицы подразделяются на действительные и фиктивные. Действительных частиц в каждой ячейке N штук. Их масса пропорциональна плотности данного вещества в ячейке. Отношение массы к заряду - константа для данного сорта частиц. Частица хранит только массу. Если частиц данного сорта в ячейке нет, но их появление возможно (например, за счет ионизации), то в ячейке распределяются фиктивные частицы в количестве N*. Масса и заряд фиктивных частиц равны нулю. Распределение фиктивных частиц по скоростям должно соответствовать распределению действительных частиц. Движение фиктивных частиц происходит по инерции, с зеркальным отражением от стенок. Если в ячейке слишком мало действительных или фиктивных частиц, то необходимо добавлять частицы.

Трудность моделирования рекомбинации заключается в переносе этого процесса на модельные частицы. Если частиц в ячейке меньше, чем должно исчезнуть в результате рекомбинации, то необходимо распространять рекомбинацию или на несколько ячеек, или на несколько временных шагов. Таким образом, только в одной из ячеек сетки будет удалена частица, что приведет к значительному изменению плотности в этой ячейке, в то время как в окружающих ячейках плотность не изменится. Это означает, что будут внесены дополнительные нефизические флуктуации плотности (с точки зрения физики темпы изменения плотности в результате рекомбинации в соседних ячейках должны быть близкими по величине).

Представленный алгоритм позволяет моделировать рекомбинацию ионов более естественным образом: появляется возможность промоделировать (путем изменения масс модельных частиц) удаление любого малого количества вещества, даже если это меньше, чем соотвествует одной модельной частице.

Показано, что моделирование рекомбинации положительных ионов происходит с более низким уровнем нефизических шумов при использовании представленной модификации метода частиц.

Для контроля правильности моделирования и сравнения с экспериментом приведены также некоторые результаты - функция распределения электронов по энергиям, зависимость выделяемой в разряде мощности от приложенного напряжения, а также распределение по энергиям ионов, падающих на подложку.

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск
    Дата последней модификации: 06-Jul-2012 (11:52:06)