플라즈마 내에 전기장이 생기면(정전하가 삽입된다면) 국부적인 전기장을 차폐하기 위하여 가볍고 운동성이 좋은 전자가 먼저 모아져 전기적으로 준중성 상태를 유지한다. 이때 모이는 전자의 두께가 거의 \( \lambda_D \)로 되어 전위의 변화는 거의 이 범위에서 일어나므로 그 속에서는 전장이 강하고 그 외부에는 전장이 약하다. 그러므로 디바이(Debye) 길이는 플라즈마의 전기적 중성의 성질이 깨지는 영역의 길이를 의미한다. 양전하 q가 전기적으로 중성인 플라즈마에 삽인된 경우 전하는 자유 공간에서 다음과 같은 전하를 만든다. \( \Phi_0 = -\frac{q}{4 \pi \varepsilon_0 r} \) (r: 전하로부터의 거리) 푸아송 방정식: \( \nabla^2 V = -\frac{\rho}..

[기초] Huygens와 Fresnel원리 간단히 말하면 회절은 유한 크기의 광원으로부터 방출된 광파가 퍼져서 전파되는 것이나, 또는 크기가유한 개구를 통과하는 광파가 퍼져서 전파되어 나가는 광파의 경향을 말한다. 회절을 이해하려면 다음을 알아야 한다. 회절 = 간섭 2개 또는 2개 이상의 분리된 파동들이 있을 때 나타나는 간섭과는 달리 회절은 연속적으로 분포된 광원점들에서 발생된 대단히 많은 수의 파동들의 간섭으로부터 발생된 것으로 생각 할 수 있다. Huygens는 파동의 회절과 전파를 이해할 수 있는 방법을 제시했고, 후에 Fresnel은 Huygens의 원리를다음과 같이 정리했다. Huygens는 “빛 파면상의 모든 점은 구면파적인 잔물결들의 2차 근원 점으로 생각할 수 있다. ” Fresnel은..

이온화 정도 (Degree of ionization) 플라즈마 종류 압력(Torr) n ni(cm-3) 이온화율 증착/식각 1 1016 1010 10-6 활성이온식각 (Reactive Ion Etching) 10-2 1014 1010 10-4 마그네트론 스퍼터링 10-3 1013 1011 10-2 전자사이클로트론 공명장치 10-3 1013 1012 10-1 임계 이온화 값 ( critical ionization) 이온화 정도가 임계이온화 값보다 크면, 하전입자들은 이온화된 기체와 같이 행동한다. Plasma 온도 플라즈마에서 Te(전자온도)는 수만도이지만 전자밀도 ne는 약 1010cm-3 정도이며. 대기압에서의 기체밀도는 약 2.7X1019cm-3이다. 따라서 밀도가 낮고 전자의 열 용량이 작기 때문에..

속박되지 않은 전자와 이온이 존재하는 상태에서 전기장을 가하면 전류가 흐릅니다. 이는 전자와 이온이 자유롭게 움직일 수 있기 때문입니다. 플라즈마의 전기 전도도는 고체와 달리, 온도가 증가함에 따라 더 높아집니다. 예를 들어, 온도가 1,000만 도 이상일 때는 구리와 같은 수준의 전기전도도를 가질 수 있습니다. 자기장 중에 전류를 흘리면, 플라즈마는 자기장 방향과 직각으로 원운동을 하게 되고, 이를 통해 플라즈마를 한쪽으로 고정시킬 수 있습니다(트랩). 플라즈마를 원하는 곳에 집중시키면 플라즈마의 밀도가 높아지고, 이에 따라 전기 저항이 낮아집니다. 그 결과, 전압을 높이지 않고도 높은 밀도의 플라즈마를 생성할 수 있습니다. 이 상태에서는 분자나 원자를 여기시키거나 전리시킬 수 있습니다. 플라즈마의 사..

Plasma의 생성 Plasma 내에서 전자는 충돌과정을 통하여 원자나 분자에 에너지를 전달 탄성 충돌에서 에너지 전송: \( W_T = \frac{M}{2m_e} \approx 40,000 \text{ W} \) (전자와 아르곤 원자의 질량을 에너지 전송으로 나타낸다) 비탄성 충돌의 경우: \( W_T = \frac{m_e}{M} + M \) (전자는 대부분 에너지를 무거운 아르곤에 전달) 전기장에서 이에 가속 된 전자 에너지는 충돌시 아르곤과의 충돌로부터 Plasma로 전달되며 이렇게 해서 Plasma는 유지된다. Electron과 Atom의 충돌모형 (1) 반발 운동에너지의 부족으로 자유전자가 원자의 내부로 침투하지 못하고 튀겨 나옴. Electron과 Atom의 충돌모형 (2) 발광 자유전자가 원..