摘要：等离子体研究是物理学研究的热点问题，自然界存在大量等离子体，人类对等离子体的研究却不过一两个世纪，足以显示等离子体研究是一项新兴技术，而电感耦合等离子体研究更是一项前景深远，应用广泛的最新技术。

COMSOL Multiphysics 是一款大型的多物理场耦合分析软件，是多场耦合计算领域的优秀产品。本文采用在COMSOL Multiphysics 软件中模拟背景气体温度的改变对电感耦合等离子体影响的实验，分析电感耦合等离子体的电子密度、电子温度和电场分布等特征的变化情况，并采用两种不同的气体做对照实验，以提高模拟实验的准确性。通过背景气体温度为300K、500K和700K的条件下，验证当背景气体温度升高时，电感耦合等离子体电子密度的变化，电感耦合等离子体电子温度的变化以及电感耦合等离子体电场分布情况的变化，并对比Ar与He两种不同等离子体来对照，分析当参数控制参数的条件下，背景气体对不同的电感耦合等离子体各项特征指标的影响，以及在不同的电感耦合等离子体影响下各项特征变化的情况的研究。实验结果对比流体力学有关定律显示，电子密度的变化与流体力学中方程分析的变化趋势一致，验证本文采用的模拟实验方法的可行性。

关键字：等离子体；COMSOL；背景气体；电子密度；电场分布

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 等离子体概述-1

1.2 ICP等离子体的结构与应用-3

1.3 ICP研究工作-3

2 ICP模型的建立-6

2.1 流体力学原理-6

2.2 COMSOL Multiphysics软件建模-8

2.2.1 COMSOL Multiphysics软件简介-8

2.2.2 ICP仿真模型-8

3 背景气体对ICP等离子体的影响-13

3.1 氩气ICP等离子体放电研究-13

3.2 氦气ICP等离子体放电研究-19

结    论-26

参 考 文 献-27

致    谢-28