Plasmas froids basse pression

L’objectif de ce module est de présenter les concepts propres aux plasmas hors-équilibre induits à dans des réacteurs basse pression par des champs électromagnétiques continus, micro-ondes, radiofréquences ou impulsionnels.
Généralités
Enjeux fondamentaux et applicatifs – Exemples de plasmas froids basse pression – Terminologie des décharges – Généralités sur les modélisations des plasmas froids à basse pression – Décharges de Townsend et Loi de Paschen – Décharge continue luminescente – Lois de similitudes en pression
Modèles fluides et cinétiques des plasmas froids
Introduction aux différents formalismes – Propriétés de l’équilibre thermodynamique- Distributions maxwelliennes et non-maxwelliennes – Vitesse thermique moyenne – Flux moyens sur une surface – Equations de conservation et termes source – Diffusion ambipolaire – Approximation de champ local – Bilan de puissance et bilan de matière – Electrodynamique (conductivité, permittivité, ondes)
Plasma confiné par des parois
Longueur de Debye et Critère de Bohm – Théorie des gaines – Child-Langmuir – Gaines collisionnelles – Gaines ionisantes DC – Gaines RF – Transport dans les plasmas – Tonks-Langmuir – Godyak – Schottky
Couplage source d’énergie / plasma
Plasmas Radiofréquence (RF) – Couplage capacitif, inductif, hélicon – Chauffage ohmique / stochastique – Plasmas micro-onde – Onde de surface – Micro-strip – ECR – Décharges magnétron réactif ou non réactif – RF-IPV – HiPIMS – Stabilité – Hystérésis – Modèle de Berg – Plasmas denses magnétisés – Spokes – Self-sputtering
Diagnostics électriques
Sonde de Langmuir – Flux ionique – Sonde cylindrique – Sondes émissives – Techniques micro-ondes – Interférométrie et sonde hairpin – Analyseur d’énergie d’ions et spectrométrie de masse.