Couplage onde de surface-plasma en présence de résonances, dans une décharge micro-onde à basse pression

par Simon Letout

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Caroline Laporte et de Luís Lemos Alves.

Soutenue en 2007

à l'Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) en cotutelle avec l'Universidade técnica de Lisboa .


  • Résumé

    Le travail présenté traite de la caractérisation de décharges micro-onde crées et entretenues par onde de surface, à haute fréquence (2. 45 GHz) et à basse pression dans l’Argon. Une structure coaxiale est utilisée comme référence expérimentale et permet l’étude du mode de propagation de l’onde. Un modèle fluide auto-cohérent, résolu radialement, décrit les régions de charge d’espace de la décharge et permet d’étudier leur influence sur le transport et le dépôt d’énergie dans des structures à symétrie cylindrique. Les résultats de ce modèle permettent d’aboutir à l’expression d’une loi de similitude tenant compte de l’inhomogénéité des profils de densité électronique et du champ de maintient. La caractérisation numérique d’un pic de résonance plasma, susceptible de se développer dans ces régions frontières et de générer un chauffage additionnel de la population électronique, est effectuée en termes de largeur et de position. L’utilisation de sondes planes directionnelles permet de mettre en évidence et de quantifier le caractère anisotrope d’une population électronique énergétique liée au développement de ces résonances. L’ensemble de ces résultats conduit à une correction des équations du modèle à partir des équations hydrodynamiques classiques, afin d’entreprendre une description fluide plus complète du couplage bidimensionnel onde de surface – plasma en présence de résonances.

  • Titre traduit

    Surface wave-plasma power coupling in the presence of resonances, within a low presure micro-wave discharge


  • Résumé

    The presented work deals with the characterization of microwave discharges sustained by a surface wave at high frequency (2. 45 GHz) and low pressure in Argon gas. A coaxial structure is used as an experimental reference frame and allows the study of the wave propagation mode. A self-consistent fluid model, spatially resolved, describes the space charge regions within the discharge et allows the study of their influence on the energy transport and deposition within cylindrically symmetric structures. Model results lead to the expression of a similarity law which takes into account the electronic density and maintenance field profiles inhomogeneities. Numerical characterization of an electronic-plasma resonance peak, which may occur in these border regions and generate additional heating of the electronic population, is performed in terms of width and position. Use of directional planar probes lead to the observation and quantification of the anisotropic nature of an energetic electronic population linked to the development of the resonance. This set of results lead to a corrective approach of the model equations based on the classical hydrodynamics equations, in order to proceed a more complete fluid description of the bi-dimensional surface wave-plasma coupling in the presence of such resonances.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (179 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2007)209
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