Production des ions négatifs en surface de graphite dans un plasma d'hydrogène et de deutérium

Conclusion :

? Donc en se réglant sur la masse 2a.m.u pour l'hydrogène et 4a.m.u pour le deutérium,

et en faisant l'acquisition, on obtient une bonne estimation des proportions relatives.

? Le potentiel plasma correspond au maximum de la FDI.

? Le calcul des proportions est obtenu par le rapport des surfaces de la FDI.

H ?

4.2.3 Rôle de la pression sur la concentration des différents types ions :

Les graphes ci-dessous montrent la proportion en pourcentage des ions positifs (4.3

pour l'Hydrogène et 4.4 pour le Deutérium) en fonction de la pression du gaz injectée pour

une puissance RF donnée. On constate sur les différents graphes que, quelque soit la

puissance et le gaz, les tendances en fonction de la pression restent identiques, c'est-à-dire :

- A basse pression P= 0.2Pa

et sont crées par collision entre et (idem deutérium). A cette pression, la
densité de gaz étant faible, la probabilité de collision est relativement petite. Dans de telles

conditions, le mécanisme 4.1c de création des ions positifs est faible, ce qui laisse la

prédominance à l'autre mécanisme 4.1b favorisant les ions .

Les ions et dominent par rapport aux autres.
- A haute pression P = 2Pa

En augmentant la pression, on accroit la probabilité de collision (la densité de augmente).

On crée donc de plus en plus de , si bien que les populations s'inversent.

Les ions et dominent largement.
- Pour toute pression P = 0.2 à 2Pa

reste minoritaire, car pour sa génération, soit directement a partir de , soit il faut

dissocier puis créer à partir de H, il faut beaucoup plus d'énergie (ou des électrons

beaucoup plus énergétiques) que ou .

Pour avoir ou dominant, il nous faudra trouver une autre solution c'est ce qu'on
étudiera par la suite.

Chapitre IV Mesures expérimentales

^H+

^{Power 30W}

^H+

²

^H+

³

¹⁰⁰

⁸⁰

⁶⁰

⁴⁰

²⁰

⁰

- 44 -

^{0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2}

^{Pressure (Pa)}

Fig. 4.3a Variation concentration des ions positifs H
en fonction de la pression (P=30W)

¹⁰⁰

⁹⁰

⁸⁰

⁷⁰

⁶⁰

⁵⁰

⁴⁰

³⁰

²⁰

¹⁰

⁰

^H+

^{Power 100W}

^H+

²

^H+

³

^{0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2}

^{Pressure (Pa)}

e

H

_{Hydog ogen} Fig. 4.3b Variation concentration des ions positifs H en fonction de la pression (P=100W)

Chapitre IV Mesures expérimentales

^H+

^H+

²

^{Power 300W}

^H+

³

¹⁰⁰

⁹⁰

⁸⁰

⁷⁰

⁶⁰

⁵⁰

⁴⁰

³⁰

²⁰

¹⁰

⁰

^{0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2}

- 45 -

^{Pressure (Pa)}

Fig. 4.3c Variation concentration des ions positifs H
en fonction de la pression (P=300W)

¹⁰⁰

⁴⁰

⁹⁰

⁸⁰

⁷⁰

⁶⁰

⁵⁰

³⁰

²⁰

¹⁰

⁰

^H+

^{Power 600W}

^H+

²

p a 4 _pla ^{0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2}

^H+

³

^{Pressure (Pa)}

Fig. 4.3d Variation concentration des ions positifs H
en fonction de la pression (P=600W)

Chapitre IV Mesures expérimentales

^D+

^{Power 30W}

^D+

²

^D+

³

¹⁰⁰

⁸⁰

⁶⁰

⁴⁰

²⁰

⁰

- 46 -

^{0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2}

^{Pressure (Pa)}

Fig. 4.4a Variation concentration des ions positifs D
en fonction de la pression (P=30W)

¹⁰⁰

⁸⁰

⁶⁰

⁴⁰

²⁰

⁰

^{0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2}

^D+

²

^D+

^{Power 100W}

^D+

³

e

^{Pressure (Pa)}

_De

Fig. 4.4b Variation concentration des ions positifs D en fonction de la pression (P=100W)

Chapitre IV Mesures expérimentales

¹⁰⁰

⁴⁰

⁹⁰

⁸⁰

⁷⁰

⁶⁰

⁵⁰

³⁰

²⁰

¹⁰

⁰

^D+

D+ 3

²

^D+

^{Power 300W}

^{0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2}

^{Pressure (Pa)}

Fig. 4.4c Variation concentration des ions positifs D en fonction de la pression (P=300W)

¹⁰⁰

⁹⁰

⁸⁰

⁷⁰

⁶⁰

⁵⁰

⁴⁰

³⁰

²⁰

¹⁰

^{0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2}

^D+

²

^{Power 600W}

^D+

^D+

³

^{Pressure (Pa)}

Fig. 4.4d Variation concentration des ions positifs D en fonction de la pression (P=600W)