模擬成果

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隔點分割圖:

電位變化:

我們由圖可知,主要產生氣體放電的區域在Y電極和A電極之間,可以說Y電極和A電極是Address pulse 中氣體放電的主要機制。所以第一個脈衝波(pulse),並不是所謂的三電極表面放電(Surface Discharge)應該可以算是二電極對向放電(Column Discharge)的放電模式。電漿首先在正極(A電極)形成,在慢慢的朝向負極(Y電極)擴散,接著在負極的介電子層形成離子鞘(ion sheath)

        Address pulse要結束的時候,由圖10得知分別在Y電極外的介電層吸附正電荷和A電極外的介電層吸附負電荷,而在介電層表面的電荷可能會使得下一次的sustain pulse時,降低X電極和Y電極間的崩潰電壓(breakdown voltage),使電漿較易點起來。

不同時間的電位分佈圖 (左) T=160ns (右) T=176ns

帶電粒子的密度變化:

        和圖,我們可以發現在產生電漿的過程中,Y電極和A電極對電漿的密度分佈有很大的,電子被正極吸引,離子被負極吸引,分別向正負極移動,在此同時,也產生了電漿中的電子電流,和離子電流,而其中電漿中的電子電流是引發氣體分子由關鍵之一,在適當的電場之下,電子電流經由連鎖反應,逐漸增加。但是我們不能任由電子電流無止境的上升,必須加以限制,在此裝置中,是以兩側的介電層形成電容般的機制來限流。

不同時間的電子密度分佈圖 (左)T=160ns (右)T=176ns

不同時間的氙離子密度分佈圖 (左)T=160ns (右)T=176ns

介電層上的電荷電流變化:

介電層如何形成電容般的機制來限流,我們可以從圖和圖可以得知在電漿被點起來的時候,Y電極和A電極會在短時間內使電流快速產生,並且在Y電極上的介電層上堆積正電荷,在A電極上的介電層上堆積負電荷,最後因為電荷在電極外的介電層上堆積產生電位,其效果正好抵銷電極上電壓對電漿所造成的影響,使得電漿電流下降,電極上的電流自然也迅速的下降,產生一個電流pulse,如圖

電極上電荷的堆積。在此也可以看到X電極幾乎沒有電荷堆積。

電極上電流的變化。在此也可以看到X電極幾乎沒有電流流經。

 

        目前所作的程式模擬,可以看出電位和帶電粒子再空間場上的分佈,由此可以觀察出電漿的變化,但是因為目前只有考慮電子、氙離子和氖離子,這些帶電粒子所造成的影響,所以只能大約的看出電漿的趨勢,若想要經由程式模擬來了解PDP中電漿中細微的變化,就必須要改進目前的程式,增加計算的變數,如考慮中性氣體的影響,考慮二次游離的離子,而粒子的行為除了游離之外,也必須要把激發和再結合的物理機制加入程式中,甚至把模擬的範圍由二維,改進為三維。這些都是未來所要努力的方向。