Çift frekanslı çalışan kapasitif bağlı düşük basınç plazmaların matematiksel modellemesi
Mathematical modeling of double-frequency operating capacitive coupled low-pressure plasmas
- Tez No: 983563
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NESLİHAN ŞAHİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yüksek Enerji ve Plazma Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, çift frekans kapasitif bağlı plazma sistemlerinin davranışını sayısal yöntemlerle incelemektedir. Model, elektrostatik potansiyel, elektron yoğunluğu, iyon yoğunluğu ve elektron sıcaklığını içeren dört değişkenli bir kuramsal çerçeveye dayanır. Her büyüklük, ilgili korunum denklemleriyle ifade edilip sonlu farklar yöntemi ile ayrıklaştırılmış; böylece doğrusal olmayan geniş bir cebir sistemi elde edilmiştir. Oluşan seyrek Jacobian matrisi, dengeleyici ölçekleme yardımıyla şartlandırılmış ve Newton tipi yinelemeli algoritmayla çözüme ulaşılmıştır. İki farklı uyartım frekansının eşzamanlı uygulanması, kılıf bölgesinin yavaş evrimi ile plazma gövdesinin hızlı salınımını aynı model içinde yakalamaya olanak tanır. Hesaplamalar, çift frekans çalıştırmanın tek frekans durumuna göre daha düzgün potansiyel dağılımları ürettiğini ve duvar akımlarını homojenleştirdiğini ortaya koymaktadır. Ayrıca model, iyon üretim terimlerinin sıcaklığa duyarlı olduğunu göstererek reaktör tasarımında ısı yönetiminin kritik rolünü vurgular. Sayısal sonuçlar, literatürde bildirilen prob ve optik tanılama verileriyle nitel uyum içindedir; dolayısıyla yaklaşım, proses parametrelerinin çevrimiçi ayarlanması için güvenilir bir temel sunar. Bunun yanı sıra, elde edilen alan haritaları potansiyel çukurlarının konumunu ve yoğunluk tepeciklerinin boyutunu belirleyerek katot yüzeyinde olası aşınma bölgelerini öngörmektedir. Böylelikle model, endüstriyel ölçekli kaplama sistemlerinde üniformluk hedeflerine ulaşmak için kullanılabilecek sezgisel bir kılavuz sağlar.
Özet (Çeviri)
This study investigates the behaviour of a dual-frequency capacitively coupled plasma reactor through a self-consistent computational framework. The model links electrostatic potential, electron density, ion density, and electron temperature by means of four coupled conservation equations that are spatially discretised on a structured grid. The resulting large, sparse algebraic system is balanced with row-column equilibration and solved iteratively using a Newton–Krylov procedure, which promotes rapid convergence without artificial damping. Simultaneous excitation by low and high radio-frequency components allows the algorithm to capture both slow sheath breathing and fast bulk oscillations within a unified temporal loop. Numerical experiments show that the dual-frequency regime suppresses potential corrugations across the electrode surface and yields a more homogeneous current distribution relative to a single-frequency benchmark. The computed source terms also reveal a pronounced sensitivity of ionisation and recombination to local electron temperature, highlighting the need for precise thermal control in reactor design. Qualitative agreement with published Langmuir probe and optical emission measurements confirms the physical fidelity of the approach. The resulting field maps clarify the localisation of potential wells and density peaks, offering a practical metric for predicting surface erosion sites and guiding scale-up of industrial coating systems.
Benzer Tezler
- Yeni Cami'nin akustik açıdan performans değerlendirmesi
Evaluation of the acoustical performance of the New Mosque
EVREN YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVTAP YILMAZ DEMİRKALE
- Experimental and numerical investigation of momentum and heat transfer in open-cell metal foam subjected to oscillating flow
Salınımlı akış koşullarında açık hücreli metal köpükte akış ve ısı geçişinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
ÖZER BAĞCI
Doktora
İngilizce
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
PROF. DR. NİHAD DUKHAN
- Novel high performance ota structures suitable for continuous time ota-c filters
Sürekli zaman ota-c süzgeçlere uygun yüksek performanslı yeni ota yapıları
ALİ ZEKİ
Doktora
İngilizce
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN KUNTMAN
- Terahertz Bandı Araç Haberleşmesi
Vehicular Communication in Terahertz Band
ENİS KÖRPE
Doktora
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEge ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAVUZ ÖZTÜRK
PROF. DR. MUSTAFA ALPER AKKAŞ
- DSP ile sayısal sualtı haberleşme sistem tasarımı
Digital underwater communication system design with DSP
ERTAN UYSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. SERHAT YILMAZ