Modeling and experimental study of low pressure inductively coupled discharges

par Namjun Kang

Thèse de doctorat en Ingénierie des plasmas

Sous la direction de Freddy Gaboriau et de Soo-ghee Oh.

Soutenue en 2011

à Toulouse 3 .


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  • Résumé

    Les plasmas froids basse pression à couplage inductif (ICP) ont été étudiés dans différents gaz (Ar, Xe, Kr, Ne et N2) d'un point de vue cinétique et électrique en utilisant des méthodes de diagnostics des plasmas et en développant des modèles physiques de la décharge. Afin de mieux comprendre la cinétique chimique dans ces différents gaz et mélanges, un modèle global 0D a été développé. Un modèle électrique de la décharge a également été développé afin de mettre en évidence les propriétés électriques de ce type de décharge. Différentes méthodes de diagnostics des plasmas ont été utilisées telles que les sondes de Langmuir, la spectroscopie d'émission optique, la spectroscopie d'absorption et la fluorescence induite par laser. Une nouvelle méthode a été développée afin d'améliorer la précision de la détermination de la température des électrons à partir de la méthode du rapport de raies en fonction de la pression. Cette méthode a été comparée à des mesures effectuées par sonde de Langmuir. Expérimentalement, la production d'atomes d'argon dans un état hautement excité dans une décharge pulsée a été mis en évidence. Par confrontation avec les résultats du modèle global, nous avons montré que cette espèce était majoritairement créée en post-décharge par la recombinaison électron-ion à trois corps. La dissociation de la molécule d'azote a également été étudiée dans des mélanges Ar-N2. Nous avons montré qu'en plasma de N2, les atomes d'azote sont majoritairement créés par dissociation par impact électronique sur N2 à faible pression tandis que la dissociation par impact entre états métastables de N2 est majoritaire à haute pression. Dans les plasmas de mélange Ar-N2, nous avons montré que la recombinaison dissociative responsable de la production de N dépend fortement de la réaction de transfert de charges entre les ions argon et les molécules d'azote.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (168 p.)
  • Annexes : Références bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2011 TOU3 0162
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