电荷梯度效应对尘埃格波和尘埃晶格孤波的影响
发布时间：2021-11-17 10:22
等离子体作为物质存在的第四态,却几乎涵盖了宇宙物质的全部,其丰富的物理现象受到了学者们的广泛关注。尘埃等离子体为等离子体物理学的一个重要分支,最近二十年发展迅速。由于尘埃等离子体中的尘埃粒子是带电荷的,使得尘埃等离子体的集体行为与电子-离子等离子体有着很大的区别。当尘埃粒子之间的静电能超过其动能时,尘埃粒子就会自发形成尘埃晶格。尘埃晶格属于强耦合系统,其相互作用更强烈和复杂,因此会存在许多不稳定性。尘埃晶格波就是其中的线性不稳定性,而尘埃晶格孤波为非线性不稳定性。之前对于尘埃晶格波的研究往往都是假设尘埃粒子所带的电荷都相同且均匀的粒子间间距,但实际上,尘埃粒子所带电荷会受到周围等离子体参数和外界环境的影响,因而实验室中可能具有非均匀的电荷分布。假设相邻尘埃粒子携带电荷成某种关系——电荷梯度。本文采用一维尘埃晶格链模型,研究了电荷梯度效应对于横向尘埃晶格波和尘埃晶格孤波的影响。第二章,基于一维尘埃晶格链模型,采用经典固体物理的方法,推导出了具有电荷梯度效应的一维尘埃链中横向尘埃晶格波的色散关系。结果表明电荷梯度效应会电荷梯度起到了外部约束势的作用,使横向尘埃晶格波在没有外部约束势的情况下...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：46 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等离子体存在的参量空间
第1章绪论4也被称为复杂等离子体[7-9]。尘埃颗粒一般为固体微粒，成分多种多样，如冰、硅粒、石墨烯、磁铁矿等，尺寸可从910m到310m，质量可从1810kg到510kg，形状并不固定[10]。由于电子和离子对尘埃粒子的撞击以及周围等离子体环境的影响，尘埃颗粒往往会带电荷(通常情况下带负电)，并且所带电荷会随着等离子体参数的变化而变化。图1.2为尘埃等离子体示意图。尘埃等离子体广泛存在于宇宙空间中，如星际云、行星环、彗星尾、电离层中存在大量的尘埃颗粒[11-14]。除了宇宙空间，实验室环境中也有尘埃等离子体的存在，如可控聚变装置、等离子体刻蚀芯片的过程中[15-17]。图1.2尘埃等离子体示意图由于尘埃粒子广泛存在于星际空间中，因此最早涉及到尘埃等离子体的是空间物理。如空间体系的热力学、电磁演变以及空间的电离层通讯的电磁信号传输均会受尘埃粒子的影响。早期的研究集中在两个方面：一个方面是太阳系的演化上，认为形成太阳系中的早期星云是尘埃等离子体；另一方面是关于尘埃粒子的充放电研究。推动尘埃等离子体物理迅速发展的是发生于上世纪八十年代的两个大事件[10]。其一是1981年“旅行者2号”发现了绕着土星B环外部旋转的奇特轮辐结构[12,13]，经研究发现是成团的尘埃颗粒构成了这些轮辐结构，且这
第1章绪论10图1.3尘埃晶格实验装置及观察到的尘埃晶格示意图[37]尘埃等离子体晶格具有很多优点，如尘埃晶体制作简单，观测方便，参数控制容易，平衡弛豫时间和对外界扰动的响应时间快等，使其成为研究高度非理想等离子体和晶体基本性质不可或缺的诊断工具。尘埃等离子体晶体可以作为原子或分子团簇和大块材料之间的桥梁，因此有可能阐明微观和宏观物理材料特性的基本性质，从而为可用于先进辐射源方案的新材料的创造开辟了新的前景。尘埃等离子体晶体可用作研究位错、相变、退火、波传播等的宏观模型系统。它们似乎也特别适合作为只有几个晶格面的“纳米晶体”的模型系统。尘埃等离子体晶体的形成及其稳定性、生长、熔化等在微电子制造和集成电路中使用的等离子体处理装置中可能是重要的，在这些装置中，反应器内的“灰尘污染物”在导致缺陷方面起着至关重要的作用。等离子体技术中较小颗粒的存在会导致晶片污染和击穿。因此，控制这种污染对工业也很重要。随着尘埃等离子体晶格的发展，有关它的研究已经涉及了多个方面，例如，晶格形成的原因、固液相变、晶格中的波、尘埃等离子体空洞、晶格球等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]等离子体中X射线透过率分析及潜在通信应用研究[J]. 李瑶,苏桐,雷凡,徐能,盛立志,赵宝升. 物理学报. 2019(04)
[2]电感耦合等离子体发射光谱仪在多金属样品测试中的应用[J]. 屈武林. 化工管理. 2019(06)
[3]等离子体活性水用于农业领域的研究进展[J]. 杨波,仲崇山,王维洲,廖志军,陈然,王一,孙小燕. 农业工程. 2019(02)
[4]铜基等离子体喷涂钨涂层性能[J]. 种法力,纪素艳,陈俊凌,郑学斌. 宇航材料工艺. 2018(06)
[5]等离子喷涂-物理气相沉积高温防护涂层研究进展[J]. 张啸,刘敏,张小锋,毛杰,邓春明,李润霞,周克崧. 中国表面工程. 2018(05)
[6]低温烟气同时脱硫脱硝除尘技术的应用[J]. 郝正. 绿色科技. 2018(10)
[7]采用辉光放电等离子体的烟气处理技术研究[J]. 刘文正,赵帅,柴茂林,牛江奇,赵强,李静波. 中国环境科学. 2017(08)
[8]等离子体概念、分类及基本特性[J]. 王利娟. 宜宾学院学报. 2009(06)
[9]尘埃等离子体[J]. 马锦秀. 物理. 2006(03)
博士论文
[1]交直流叠加高频高压开关电源及其放电等离子体在多种污染物治理中的应用研究[D]. 姜学东.北京交通大学 2017
硕士论文
[1]大气等离子体喷涂硅酸二钙涂层防腐蚀性能研究[D]. 肖媛.中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所) 2018
本文编号：3500715
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：46 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等离子体存在的参量空间
第1章绪论4也被称为复杂等离子体[7-9]。尘埃颗粒一般为固体微粒，成分多种多样，如冰、硅粒、石墨烯、磁铁矿等，尺寸可从910m到310m，质量可从1810kg到510kg，形状并不固定[10]。由于电子和离子对尘埃粒子的撞击以及周围等离子体环境的影响，尘埃颗粒往往会带电荷(通常情况下带负电)，并且所带电荷会随着等离子体参数的变化而变化。图1.2为尘埃等离子体示意图。尘埃等离子体广泛存在于宇宙空间中，如星际云、行星环、彗星尾、电离层中存在大量的尘埃颗粒[11-14]。除了宇宙空间，实验室环境中也有尘埃等离子体的存在，如可控聚变装置、等离子体刻蚀芯片的过程中[15-17]。图1.2尘埃等离子体示意图由于尘埃粒子广泛存在于星际空间中，因此最早涉及到尘埃等离子体的是空间物理。如空间体系的热力学、电磁演变以及空间的电离层通讯的电磁信号传输均会受尘埃粒子的影响。早期的研究集中在两个方面：一个方面是太阳系的演化上，认为形成太阳系中的早期星云是尘埃等离子体；另一方面是关于尘埃粒子的充放电研究。推动尘埃等离子体物理迅速发展的是发生于上世纪八十年代的两个大事件[10]。其一是1981年“旅行者2号”发现了绕着土星B环外部旋转的奇特轮辐结构[12,13]，经研究发现是成团的尘埃颗粒构成了这些轮辐结构，且这
第1章绪论10图1.3尘埃晶格实验装置及观察到的尘埃晶格示意图[37]尘埃等离子体晶格具有很多优点，如尘埃晶体制作简单，观测方便，参数控制容易，平衡弛豫时间和对外界扰动的响应时间快等，使其成为研究高度非理想等离子体和晶体基本性质不可或缺的诊断工具。尘埃等离子体晶体可以作为原子或分子团簇和大块材料之间的桥梁，因此有可能阐明微观和宏观物理材料特性的基本性质，从而为可用于先进辐射源方案的新材料的创造开辟了新的前景。尘埃等离子体晶体可用作研究位错、相变、退火、波传播等的宏观模型系统。它们似乎也特别适合作为只有几个晶格面的“纳米晶体”的模型系统。尘埃等离子体晶体的形成及其稳定性、生长、熔化等在微电子制造和集成电路中使用的等离子体处理装置中可能是重要的，在这些装置中，反应器内的“灰尘污染物”在导致缺陷方面起着至关重要的作用。等离子体技术中较小颗粒的存在会导致晶片污染和击穿。因此，控制这种污染对工业也很重要。随着尘埃等离子体晶格的发展，有关它的研究已经涉及了多个方面，例如，晶格形成的原因、固液相变、晶格中的波、尘埃等离子体空洞、晶格球等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]等离子体中X射线透过率分析及潜在通信应用研究[J]. 李瑶,苏桐,雷凡,徐能,盛立志,赵宝升. 物理学报. 2019(04)
[2]电感耦合等离子体发射光谱仪在多金属样品测试中的应用[J]. 屈武林. 化工管理. 2019(06)
[3]等离子体活性水用于农业领域的研究进展[J]. 杨波,仲崇山,王维洲,廖志军,陈然,王一,孙小燕. 农业工程. 2019(02)
[4]铜基等离子体喷涂钨涂层性能[J]. 种法力,纪素艳,陈俊凌,郑学斌. 宇航材料工艺. 2018(06)
[5]等离子喷涂-物理气相沉积高温防护涂层研究进展[J]. 张啸,刘敏,张小锋,毛杰,邓春明,李润霞,周克崧. 中国表面工程. 2018(05)
[6]低温烟气同时脱硫脱硝除尘技术的应用[J]. 郝正. 绿色科技. 2018(10)
[7]采用辉光放电等离子体的烟气处理技术研究[J]. 刘文正,赵帅,柴茂林,牛江奇,赵强,李静波. 中国环境科学. 2017(08)
[8]等离子体概念、分类及基本特性[J]. 王利娟. 宜宾学院学报. 2009(06)
[9]尘埃等离子体[J]. 马锦秀. 物理. 2006(03)
博士论文
[1]交直流叠加高频高压开关电源及其放电等离子体在多种污染物治理中的应用研究[D]. 姜学东.北京交通大学 2017
硕士论文
[1]大气等离子体喷涂硅酸二钙涂层防腐蚀性能研究[D]. 肖媛.中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所) 2018
本文编号：3500715
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