Piégeage de poussières dans la gaine d'un plasma de décharge continue

par Maxime Mikikian

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de FABRICE DOVOIL.

Soutenue en 1999

à Aix-Marseille 1 .


  • Résumé

    Les plasmas contamines par des poussieres (plasmas poussiereux) constituent une des nouvelles branches de la physique des plasmas. On les rencontre aussi bien a l'etat naturel (plasmas astrophysiques) que dans les plasmas industriels (micro-electronique). Dans cette these, nous analysons le comportement de poussieres dans la gaine d'une electrode polarisee negativement et plongee dans un plasma d'argon. Celui-ci est cree dans une enceinte multipolaire, par une decharge continue a cathode chaude, a basse pression (plasma non collisionnel). La charge negative d'une poussiere isolee est estimee experimentalement en mesurant sa hauteur de levitation (lieu d'equilibre entre la force de gravite et la force electrique developpee par l'electrode) ou en etudiant son oscillation resonante (oscillation naturelle ou forcee). Pour cela, le profil de potentiel de la gaine est mesure avec des sondes differentielles. Nous verifions que cette charge est du meme ordre de grandeur que celle predite par le modele oml. Nous estimons l'influence des poussieres sur la dynamique des ions dans la region de gaine avec le diagnostic de fluorescence induite par laser (fil). Nous etudions une collision binaire elastique dont les caracteristiques dependent du potentiel d'interaction entre les poussieres. Celui-ci peut etre modelise par un potentiel coulombien ecrante et nous donnons une estimation de la longueur d'ecrantage appliquee aux poussieres. Elle est du meme ordre de grandeur que la longueur de debye electronique. Lorsque l'energie cinetique des poussieres diminue, des couplages forts apparaissent entre les poussieres et nous observons la formation de structures hexagonales. Un calcul variationnel montre qu'elles representent l'etat d'energie minimum du systeme. Nous donnons une estimation du parametre de couplage, rapport entre l'energie d'interaction coulombienne et l'energie cinetique.


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Informations

  • Détails : 153 p
  • Annexes : Bibliogr.: p. 145-150

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