LIF를 이용한 MICP에서의 이온가열 메카니즘 연구

Abstract

다이오드레이저를 사용한 레이저유도형광법으로 정자기장이 있는 전기유도플라자에서 아르곤이온준안정상태($3d\``^{4}F_{7/2}$의 속도분포함수를 측정하여, 압력, rf전력, 자기장세기의 함수로 준안정상태이온의 밀도, 온도를 계산하였다. 준안정상태이온의 밀도, 온도의 특성을 설명하기 위하여 간단한 글로벌 모델링을 세웠다. 속도방정식으로부터 구한 준안정상태이온의 밀도는 실험치와 잘 부합되는 것을 볼 수 있었다. 계산에 의하면 본 연구의 실험조건에서 LIF신호를 측정하기 위해서는 준안정상태이온의 밀도가 대략적으로 $10^{7}cm^{-3}$ 이상의 값이어야 한다는 결론을 내릴 수 있다. 헬륨혼합실험과 바이어스실험을 통해, 공간전위가 이온가열현상에 중요한 에너지원임을 제안하였다. 글로벌 모델링을 통한 계산에 의하면 전체 공간전위에너지의 0.001~0.01%가 이온가열에 기여하고, 1~10%가 중성종가열에 기여한다면 0.1eV의 이온온도을 구할 수 있고, 그 특성을 잘 설명할 수 있었다.