RF discharge in argon with cylindrical dust particles

Abstract

Kinetic computer simulations of the low pressure RF discharge in argon with cylindrical and spherical dust particles are carried out using PIC/MCC method. The Monte Carlo technique is used to describe electron and ion collisions with neutral atoms, ions, and dust particles. Obtained results show the remarkable influence of the dust particle shape on spatial distributions of RF discharge parameters including the ion density and the dust particle charge. Possible reasons of the influence can be a difference of the collection effective cross-section between spherical and cylindrical dust particles with equal surfaces as well as the balance of charged particles in dusty RF discharges.

Кінетичне комп’ютерне моделювання радіочастотного розряду в аргоні з циліндричними і сферичними пиловими частинками проводилося з використанням PIC/MCC методу. Техніка Монте-Карло використовувалася для опису електронних і іонних зіткнень з нейтральними атомами і пиловими частинками. Отримані результати показують, що форма пилових частинок помітно впливає на просторові розподіли параметрів радіочастотного розряду, в тому числі на розподіли густини іонів і заряду пилових частинок. Можливими причинами цього впливу може бути різниця ефективних перетинів сферичних і циліндричних пилових частинок однакової поверхні, а також баланс заряджених частинок в запорошених радіочастотних розрядах.

Кинетическое компьютерное моделирование радиочастотного разряда в аргоне с цилиндрическими и сферическими пылевыми частицами проводился с использованием PIC/MCC метода. Техника Монте-Карло использовалась для описания электронных и ионных соударений с нейтральными атомами и пылевыми частицами. Полученные результаты показывают, что форма пылевых частиц заметно влияет на пространственные распределения параметров радиочастотного разряда, в том числе на распределения концентрации ионов и заряда пылевых частиц. Возможными причинами этого влияния может быть разница эффективных сечений сферических и цилиндрических пылевых частиц с одинаковой поверхностью, а также баланс заряженных частиц в запыленных радиочастотных разрядах.