Đề Tài: Mô phỏng Plasma phóng điện khí Argon trong hệ phún xạ Magnetron DC bằng phương pháp MIC/MCC

Hơn nửa thế kỷ qua , vật liệu và linh kiện mảng mỏng đã được chế tạo và ứng dụng thực tiễn , và ngày nay nó đang đóng vai trò trung tâm trong nhiều lĩnh vực khoa học, kỹ thuật cũng như đời sống.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề Tài: Mô phỏng Plasma phóng điện khí Argon trong hệ phún xạ Magnetron DC bằng phương pháp MIC/MCC ð I H C QU C GIA THÀNH PH H CHÍ MINH TRƯ NG ð I H C KHOA H C T NHIÊN VŨ HOÀNG NAMMÔ PH NG PLASMA PHÓNG ðI N KHÍ ARGON TRONG H PHÚN X MAGNETRON DC B NG PHƯƠNG PHÁP PIC/MCC Chuyên ngành: V t Lý Vô Tuy n và ði n T Mã s : 60 44 03 1 LU N VĂN TH C SĨ V T LÝ NGƯ I HƯ NG D N KHOA H C: PGS. TS LÊ VĂN HI U Thành ph H Chí Minh – 2010L i c m ơn Tôi bi t ơn sâu s c ñ n th y Lê Văn Hi u, ngư i ñã t n tình d y và hư ng d ntôi t khi tôi còn là m t sinh viên cho ñ n khi tôi th c hi n lu n văn này. Tôi bi t ơn các Th y, Cô trong B môn V t lý ng d ng ñã truy n ñ t các ki nth c quý báu cho tôi trong nh ng năm h c qua. C m ơn b n Nguy n ð c H o ñã giúp tôi có các hi u bi t v h phún xmagnetron th c th , và hơn n a, b n ñã ñ c và ch nh s a bài lu n này cho tôi. C m ơn các b n h c viên cao h c khóa 17 hai l p Quang h c và V t lý Vôtuy n ði n t , chúng ta ñã cùng nhau ñ ng hành trong su t ba năm h c v a qua. Minhs nh mãi nh ng l n h c nhóm và ñi chơi xa cùng các b n. C m ơn ñ n cô Phư ng, ch Trang, các em Loan, Hưng và An. Không có nh ngchi c máy tính c a cô, ch và các em thì ñ tài này không th th c hi n ñư c. iM cl cM ñ u ..............................................................................................................1Chương 1T NG QUAN ...................................................................................................3 1.1 Plasma phóng ñi n sáng DC và h phún x magnetron .......................... 3 1.1.1 Khái ni m v plasma ............................................................................... 3 1.1.2 Phóng ñi n sáng DC ................................................................................ 5 1.1.3 H phún x magnetron............................................................................. 7 1.2 Các bư c xây d ng h phún x magnetron o ......................................... 8 1.2.1 T trư ng ................................................................................................. 9 1.2.2 Phóng ñi n magnetron ............................................................................. 9 1.2.3 Tương tác h t – bia .................................................................................. 9 1.2.4 V n chuy n h t trong pha khí................................................................ 10 1.2.5 Phát tri n màng t i ñ ............................................................................ 10 1.3 Các mô hình mô ph ng phóng ñi n magnetron ..................................... 10 1.3.1 Mô hình gi i tích.................................................................................... 11 1.3.2 Mô hình ch t lưu.................................................................................... 11 1.3.3 Mô hình h t............................................................................................ 12 1.3.4 Mô hình lai............................................................................................. 14Chương 2XÂY D NG MÔ HÌNH MÔ PH NG PHÓNG ðI NMAGNETRON KHÍ ARGON ......................................................................15 2.1 T trư ng tĩnh c a h magnetron ph ng tròn ñ i x ng tr c ............... 15 2.2 Mô ph ng PIC/MCC và áp d ng nó cho mô ph ng phóng ñi n magnetron .................................................................................................. 18 2.2.1 Mô ph ng PIC........................................................................................ 18 2.2.1.1 Phân chia ñi n tích c a siêu h t cho nút lư i................................... 19 2.2.1.2 Gi i phương trình Poisson trên lư i................................................. 20 2.2.1.3 K t h p m ch ñi n ngoài ................................................................. 22 2.2.1.4 N i suy các trư ng trên lư i ñ n v trí các siêu h t ......................... 26 2.2.1.5 Gi i phương trình Newton – Lorentz............................................... 26 2.2.1.6 K t h p tương tác plasma – b m t.................................................. 29 2.2.1.7 ð n ñ nh và chính xác c a PIC..................................................... 30 2.2.2 Mô ph ng MCC ..................................................................................... 31 2.2.2.1 Phương pháp không va ch m ........................................................... 32 2.2.2.2 Các lo i va ch m trong mô hình ...................................................... 34 2.2.2.3 V n t c sau va ch m ........................................................................ 36 v 2.3 Các phương pháp làm tăng t c ñ tính toán .......................................... 39 2.3.1 Các phương pháp tăng t c cho máy tính ñơn x lý............................... 40 2.3.1.1 S thay th chu kỳ............................................................................ 40 2.3.1.2 C i ti n không gian pha ban ñ u ...................................................... 41 2.3.2 Phương pháp tính toán h t song song.................................................... 41 2.3.2.1 Mô t tính toán h t song song .......................................................... 42 2.3.2.2 Thư vi n l p trình song song MPI ................................................... 42 2.3.2.3 Ư c lư ng ñ l i c a tính toán h t song song ................................. 44 2.4 C u trúc c a chương trình mô ph n ...