In this work, we analyze the creation of the discharge asymmetry and the concomitant formation of the DC self-bias voltage in capacitively coupled radio frequency plasmas driven by multi-frequency waveforms as a function of the electrode surface characteristics. For the latter, we consider and vary the coefficients that characterize the elastic reflection of electrons from the surfaces and the ion-induced secondary electron yield. Our investigations are based on particle-in-cell/Monte Carlo collision simulations of the plasma and on a model that aids the understanding of the computational results. Electron reflection from the electrodes is found to slightly affect the discharge asymmetry in the presence of multi-frequency excitation, whereas secondary electrons cause distinct changes to the asymmetry of the plasma as a function of the phase angle between the harmonics of the driving voltage waveform and as a function the number of these harmonics.

В работе описывается алгоритм метода молекулярной (ланжевеновой) динамики, моделируемая система и основные параметры, характеризующие систему. Представленная математическая модель построена для магнитоактивной пылевой плазмы с учетом влияния силы трения, обусловленной наличием окружающей среды (буферной плазмы). Для решения уравнений движения пылевых частиц была использована модифицированная численная схема Верле, полученная авторами работы. Математическая модель построена для двумерной системы, частицы которой взаимодействуют с помощью потенциала Юкава. Проведен анализ автокорреляционных функций скоростей пылевых частиц и их Фурье-преобразований для разных значений параметров магнитного поля, связи и трения. Обнаружено, что увеличение трения вызывает уменьшение доминирующего пика при фиксированном значении параметра магнитного поля. Данный пик соответствует комбинированному эффекту магнитного поля и сильных корреляций в системе. Полное исчезновение пика, соответствующего циклотронным колебаниям, обнаружено, когда сила трения равна нулю. Показано, что при небольшом трении усиление магнитного поля приводит к монотонному увеличению высоты доминирующего пика, а при большом значении трения -к его уменьшению. Это может быть объяснено тем, что затухание ультразвуковых волн в среде увеличивается с увеличением частоты, однако более подробное описание этого эффекта может быть темой дальнейших исследований.Ключевые слова: метод молекулярной динамики, алгоритм Верле, автокорреляционная функция скоростей, Фурье-преобразование, внешнее однородное магнитное поле, сила трения.

No abstract