Séminaire 3EP du 15 Mars 2007

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1 Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur les plasmas sans jamais oser le demander 1 Séminaire 3EP du 15 Mars 2007 J.P. Boeuf LAPLACE CNRS Université Paul Sabatier INP Toulouse notions de base sur les plasmas hors-équilibre et exemples d applications

2 Plasmas Froids Hors Equilibre: physique et applications 2 Notions physiques de base, applications Les plasmas: diagramme densité température, plasma hors-équilibre Milieu ionisé, degré d ionisation, plasma, quasi-neutralité Longueurs caractéristiques: longueur de Debye, libre parcours, dimensions du système Fréquences caractéristiques: fréquence plasma, fréquence de collisions, fréquence des champs Plasma au voisinage d une paroi Auto-entretien d un plasma, chauffage électronique, décharge luminescente Conductivité d un plasma, distribution de potentiel Plasma en présence de champ magnétique Représentations cinétique et fluide, exemples de résultats (modèles fluides) Applications, domaine de pression Exemples de sources plasma problèmes ouverts Source d ions pour la propulsion turbulence plasma Source d ions HF pour ITER chauffage électronique en champ HF Sources micro-ondes à résonance cyclotron électronique Micro-plasmas Décharges électriques et morphogénèse Plasmas pour le contrôle d écoulement

3 Les Plasmas - Diagramme Densité-Température RELATIVISTIC PLASMAS Température Electronique (K) Earth Magnetosphere Solar Wind Ionosphere Solar Corona Magnetic fusion CLASSICAL PLASMAS Non Equilibrium Thermal Plasmas Plasmas Lightening Inertial fusion sun White dwarfs QUANTUM PLASMAS 1000 ev 100 ev 10 ev 1 ev Densité n (cm -3 )

4 Plasma hors-équilibre 4 Plasma hors équilibre thermodynamique électrons beaucoup plus énergétiques ( K ou 1-10 ev) que ions et molécules entretenu par ionisation du gaz par les électrons généralement faible degré d ionisation (< 10-3 ) milieu réactif à basse température de gaz (application au traitement de surface) milieux complexes car hors d équilibre et non linéaire physique riche et variée grande variété de méthodes de génération du plasma (DC, impuls, RF, micro-onde) domaine pluri-disciplinaire: Phénomènes de transport Electromagnétisme Physique atomique et moléculaire Chimie Physico-Chimie des surfaces On se rapproche de l équilibre thermodynamique en augmentant la densité de puissance: - à basse densité de puissance les électrons déposent dans le milieu l énergie qu ils ont gagnée sur les champs appliqués - en augmentant la densité de puissance les échanges d énergie par collisions entre électrons et espèces lourdes s équilibrent progressivement

5 Milieu Ionisé, Plasma, Degré d ionisation 5 Milieu ionisé contient des espèces chargées (électrons, ions) et des neutres densité d électrons n e, densité d ions positifs n i, densité de neutres N Plasma Un milieu ionisé est un plasma quand la densité de particules chargées est suffisamment grande pour que le milieu reste macroscopiquement neutre (pas de séparation des charges à une échelle microscopique, celle de la longueur de Debye) Degré d ionisation δ = n e ne + N < pour un plasma froid hors-équilibre Il y a beaucoup plus de neutres que d espèces chargées Les collisions particules chargées-neutres jouent un rôle important

6 Quasineutralité 6 Pourquoi un plasma est-il macroscopiquement neutre (quasineutre)? Sphère contenant autant d électrons que d ions densité d électrons et d ions positifs n plasma On enlève tous les électrons dans une coquille sphérique entre R- R et R plasma R Le champ électrique créé par cette coquille chargée, à l extérieur de la sphère est La chute de potentiel dans la coquille sphérique est e V = E R= n R ε Cet écart à la neutralité n est possible que si l énergie des électrons est du même ordre où supérieure à e V (sinon les électrons du plasma ne peuvent pas résister à la force électrique due au champ E, et retournent dans la sphère) 2 e kte > e V = n R ε 2 i.e. ou encore si ( longueur de Debye) 0 R ~ ε 0kT 2 en 0 2 e E = n R ε 0

7 Longueur de Debye 7 Un écart à la neutralité électrique macroscopique peut exister sur une distance telle que l énergie potentielle électrostatique induite par cet écart soit de l ordre de l énergie d agitation thermique des particules Cette distance est appelée longueur de Debye λ D ε kt en 0 = 2 1/2 n densité de plasma T: température électronique ou ionique (si Te Tp longueur de Debye électronique ou ionique) Si un objet est introduit dans le plasma, la perturbation sur le champ électrique ne peut se produire que sur une distance de l ordre de λ D. Cette région non neutre s appelle la gaine de Debye (voir plasma au voisinage d une paroi).

8 Libres parcours 8 Libre parcours = distance moyenne entre collisions Libre parcours des particules chargées lors de collisions avec les neutres inversement proportionnel à la densité de gaz λ=1/(nq) section efficace de collision Densité de gaz à température ambiante p= 1 atm (10 5 Pa) N= m -3 ( cm -3 ) p=10 2 Pa N= cm -3 Libre parcours électronique p = 1 atm (10 5 Pa) λ ~ 1 µm p = 10 2 Pa λ ~ 1 mm

9 Longueurs caractéristiques 9 Longueur de Debye électronique λ D ε kt 0 e = 2 ene 1/2 λ D T ( K) e = 69-3 ne ( m ) 1/2 ( m) λ D T ( ev) e = ne ( cm ) 1/2 ( cm) λ 75 µ m D pour T e =1 ev et n e =10 12 cm -3 Libre parcours électronique (collisions avec les neutres) λ ~ 1 µm λ ~ 1 mm à pression atmosphérique, Tre ambiante à 100 Pa, Tre ambiante Dimensions du système Plasma de laboratoire: de 100 µm à 1 m Ionosphère, plasma spatiaux: beaucoup plus

10 Fréquences caractéristiques 10 En supposant les ions immobiles, un plasma perturbé électriquement revient à son état d équilibre avec un temps de relaxation égal à l inverse de la pulsation plasma électronique ω pe (oscillations amorties par les collisions) ω p 2 en e = ε 0me 1/2 La fréquence de collisions des espèces chargées avec les neutres est proportionnelle à la densité de neutres et à la vitesse des particules chargées (grande devant celle des neutres): ν = NQv Fréquence de collisions électron-neutre: valeurs numériques p = 1 atm (10 5 Pa) ν ~ s -1 p = 10 2 Pa λ ~ 10 9 s -1 ω p 4 1/ n ( cm ) ( rd/s) Fréquences des champs appliqués: du continu à quelques 10 GHz Fréquence cyclotron électronique (voir plasma en champ magnétique)

11 Plasma au voisinage d une paroi 11 Si une paroi flottante est introduite dans un plasma, les électrons, plus mobiles que les ions, la chargent négativement La charge négative de la paroi crée un champ électrique répulsif pour les électrons. La différence de potentielle entre le plasma et la paroi est appelée potentiel de Debye La charge négative de la paroi (i.e. le potentiel de Debye) s ajuste de telle sorte que le flux d électrons vers la paroi soit exactement égal au flux d ions positifs vers la paroi à l état stationnaire Le potentiel de Debye V D est une barrière de potentiel pour les électrons du plasma, et ne laisse passer que ceux dont l énergie est supérieure à ev D Au voisinage de la paroi la densité d électron chute, le milieu n est plus quasineutre (charge d espace ionique). L épaisseur de cette région non neutre (la gaine de Debye) est de l ordre de quelques longueurs de Debye. La densité électronique dans cette région est bien représentée par une loi de Botlzmann, i.e. la force due au gradient de pression électronique du plasma compense qui pousse les électrons vers la paroi est compensée par la force électrique dans la gaine de Debye, qui repousse les électrons vers le plasma n(x) n i n e x gaine de Debye g plasma paroi ev ( ( x) V ) n V(x) gaine plasma V ne( x) = n exp kte x paroi électron lent électron rapide x

12 Auto-entretien d un plasma hors-équilibre 1/3 Chauffage électronique 12 Un plasma est auto-entretenu si la création de particules chargées en volume par ionisation par impact électronique compense les pertes de particules chargées vers les électrodes, les parois, ou par recombinaison Il faut donc «chauffer» les électrons pour qu ils ionisent suffisamment le gaz Le chauffage électronique peut être assuré de divers manières Tension continue entre deux électrodes dans la gaine au voisinage de la cathode (où peut se distribuer une partie du potentiel appliqué) dans le corps du plasma où le champ électrique est donné par E= J/σ La création d électrons à la surface de la cathode (émission secondaire) due au bombardement ionique, est essentielle dans le cas d une tension continue ou a faible fréquence Tension alternative de fréquence variable, jusquà plusieurs dizaines de MHz chauffage comme en continu (gaine et plasma) par application d une tension HF entre deux électrodes (couplage capacitif) chauffage inductif par un courant RF dans une bobine extérieure au plasma; le plasma joue le rôle du secondaire d un transformateur Champ électromagnétique Plasma de décharge micro-onde Décharge micro-onde à la résonance cyclotron électronique A très basse pression (libre parcours électronique de l ordre ou > aux dimensions du système), il faut confiner les électrons: champ HF et/ou champ magnétique

13 Auto-entretien d un plasma hors-équilibre 2/3 Chauffage électronique 13 La densité de puissance correspondant au chauffage électronique est donnée par: p = J e. E = σ e E Dans un problème «collisionnel» ou «local», on peut écrire e où σ est la conductivité locale («collisionnel» signifie que le libre parcours entre collisions électronneutre est petit par rapport aux dimensions caractéristiques de variations des grandeurs) Dans ce cas, l évaluation du chauffage électronique est relativement simple (voir expression de la conductivité) J Par exemple, dans le cas du chauffage électronique par une one électromagnétique (e.g. champ microonde), le problème est décrit par: H E = µ 0 t E H = J +ε 0 t J = J + J et J = en v ext e e e e La vitesse moyenne électronique est tirée d une équation de transport de quantité de mouvement (locale) simplifiée, et la densité électronique est obtenue à l aide d un modèle de transport électronique prenant en compte le chauffage dû au champ et les pertes d énergie et l ionisation par collisions.

14 Auto-entretien d un plasma hors-équilibre 3/3 Chauffage électronique 14 Dans beaucoup de situations, on ne peut pas exprimer le chauffage électronique à partir d une simple conductivité collisionnelle locale, par exemple: Gaine cathodique d une décharge continue: on peut avoir une chute de potentiel importante (plusieurs 100 V) sur une distance de l ordre du libre parcours électronique; les électrons sont accélérés sans faire de collisions dans la gaine Décharge HF à très basse pression: pendant une oscillation du champ, les électrons voient des régions de champ très différentes et on ne peut pas définir de conductivité locale Dans ces situations, la description du chauffage électronique par où J = σ e E p = J e. E e et σ est une conductivité locale n est plus valide et il faut adopter une approche cinétique, beaucoup plus complexe Dans un champ HF à très basse pression, il devient difficile de chauffer les électrons car la vitesse d un électron dans le vide est déphasée de π/2 par rapport au champ (donc la valeur moyenne de J.E est nulle, car l électron gagne et perd de l énergie dans la direction du champ). Les collisions permettent le chauffage électronique car à chaque collision la vitesse de l électron change de direction («randomisation» de la vitesse, conversion de l énergie dirigée en énergie thermique) En fait même en l absence de collisions, le chauffage électronique est possible s il y a des variations spatiales du champ électrique. Phénomène non local (difficile de définir une conductivité locale), qui doit être traité de façon cinétique (?) voir ci-dessus

15 Conductivité d un plasma 1/2 15 Équation de quantité de mouvement électronique (milieu uniforme) dv ee = dt m ν v état stationnaire accélération du à la force électrique d v dt = 0 collisions Densité de courant et conductivité en champ constant ee v = = µ E mν J = env = σ E ( E = ρj) σ conductivité, ρ résistivité la conductivité due aux ions est négligeable Champ alternatif E=E 0 cos(ωt) 2 en 1 σ = mν ω 1+ i ν σ = 2 en mν 2 en valeurs numériques σ = m ν ω ( ) ( i ) 2 2 ν + ω

16 Conductivité d un plasma 2 /2 16 Champ alternatif E=E 0 cos(ωt) e ν iω v = - E 2 2 m ν + ω 2 en σ = m ν ω ( ) ( i ) 2 2 ν + ω Vitesse et champ sont déphasés si ν >> ω en phase si ν << ω déphasage de π/2 Exemples pour un champ microonde (ω~10 10 s -1 ) à pression atmosphérique à p=1 Pa (réacteur plasma) ν ~ s -1 ; ν >> ω ν ~ 10 7 s -1 ; ν << ω Chauffage électronique: J.E nul si J et E sont déphasés de π/2 en champ alternatif les électrons ne gagnent de l énergie que s ils font des collisions voir chauffage électronique

17 Distribution de potentiel dans un plasma 17 Un plasma est un milieu conducteur (conductivité très variable suivant densité) σ = 2 ene mν e exemple à p=100 Pa, si n=10 12 cm -3, σ ~ 30 Ω -1 m -1 Cuivre Ω -1 m -1 Silicium Ω -1 m -1 Un plasma tend à être équipotentiel C est un milieu conducteur dont la forme dépend des conditions (pression, tension, géométrie ) et peut varier au cours du temps (voir exemples de modèles de décharge luminescente) Si une différence de potentiel est appliquée entre des électrodes entourant un plasma, cette différence de potentiel se distribue principalement entre le plasma et la cathode dans une région qu on appelle la gaine cathodique (faible chute de potentiel dans le plasma qui est un bon conducteur - voir exemples de modèles de décharge luminescente)

18 Plasma en présence de champ magnétique (1/ 3) 18 Deux conséquences possibles à la présence d un champ magnétique 1. Le champ B exerce une force de LAPLACE sur le courant (applications à la propulsion) 2. Les trajectoires électroniques sont fortement modifiées par la présence du champ magnétique, et celui-ci peut confiner les électrons (diminuer les pertes vers la parois, et favoriser un fonctionnement à basse pression) Illustration: équation de quantité de mouvement électronique en présence de champ électrique et magnétique croisés et uniformes: d v dt e E+ v B = ν v m e v = 2 m ν ν + ω 2 ce E B v // v E ω = ce eb m numériquement: ω ce ~ rd/s pour B=10-2 T ν ~10 9 à p=1 torr La présence du champ magnétique ralentit considérablement le transport électronique dans la direction perpendiculaire au champ magnétique (si ω ce > ν ) S il n y a pas de collisions, il n y a en principe pas de transport perpendiculaire au champ magnétique. En réalité, à très basse pression il y a souvent un transport «anormal», i.e. non classique, ou non dû aux collisions, et qui est dû à la turbulence plasma À pression atmosphérique, aucun effet du champ magnétique sur le transport car ω ce toujours << ν

19 Plasma en présence de champ magnétique (2/ 3) 19 Plasma entre deux cylindres diélectriques coaxiaux; champ électrique axial, champ magnétique radial (propulseur à effet Hall). Configuration EXB, courant électronique de Hall azimutal B radial ² E axial Classiquement, n y pas pas de transport axial des électrons dans la direction perpendiculaire au champ magnétique (dans la direction du champ électrique), s il n y a pas de collisions La turbulence plasma peut jouer le même rôle que les collisions i.e. contribuer au transport des électron dans la direction perpendiculaire à B

20 Plasma en présence de champ magnétique (3/3 20 Les collisions permettent le transport axial vers l anode (perpendiculaire à B) Si les collisions sont insuffisantes, la turbulence plasma, très difficile à décrire physiquement) contribue au transport axial collisions changement de trajectoire transport axial ( B) 5 B radial ρ (cm) 3 E axial R 1 3 cm X (cm) R 2 5 cm anode plan de sortie (cathode extérieure) mouvement azimutal (EXB) courant de Hall

21 Représentations cinétique et fluide 21 Description d un plasma= couplage équations de transport/ équations de champ Le transport des particules chargées dépend de la force électrique i.e. des champs électrique et magnétique Les champs électriques (et éventuellement magnétique) dépendent des densités et des densités de courant des particules Comment décrire le transport des particules chargées Description mésoscopique Fonction de distribution des vitesses des particules Exemple: modèle particulaire: Particle-In-Cell Monte Carlo Description macroscopique ou fluide Grandeurs moyennes (densité, vitesse, énergie) Exemple: modèle fluide de plasma hors-équilibre

22 Exemple de plasma de décharge électrique 1/4 Modèle fluide 22 Plasma de décharge luminescente continue : allumage état stationnaire Hélium p=1 torr (133 Pa) Densité électronique anode diélectrique cathode φ 8 cm -300 V 4 cm

23 Exemple de plasma de décharge électrique 2/4 Modèle fluide 23 p=1 torr (133 Pa) état stationnaire 250 V, 0.5 ma cm V densité électronique densité ionique potentiel

24 Exemple de plasma de décharge électrique 3/4 Modèle fluide 24 p=10 torr (1330 Pa) état stationnaire 220 V, 0.7 ma cm V densité électronique densité ionique potentiel

25 Exemple de plasma de décharge électrique 4/4 Modèle fluide 25 La pression de gaz est un paramètre essentiel Plus exactement, le produit [pression x dimensions] est le paramètre i.e. deux décharges ayant le même produit [pression x dimensions] sont «similaires» 1 torr 10 torr 8 cm 8 cm 4 cm 4 cm 10 torr 0.8 cm 0.4 cm Décharges similaires Même produit pression x dimensions Même distribution spatiale du plasma Même courant pour une même tension Densité de courant ou de plasma en p 2 Le champ électrique est proportionnel à p

26 Les Plasmas Froids Hors Equilibre Applications 26 Energie Electrique Energie Lumineuse Source de photons Lampes Eclairage Purification de l eau Visualisation Ecrans à plasma Lasers PLASMA Energie Cinétique Source de particules chargées Sources d ions Implantation ionique Propulsion Traitement de surface Source d ions pour ITER Faisceaux d électrons Source rayons X Disjoncteurs et commutateurs Energie Chimique Source d espèces réactives Procédés en surface Microélectronique Traitement de surface Procédés en volume Dépollution Gaz d échappement Analyse de matériaux Synthèse chimique Applications Bio-médicales Stérilisation

27 Les Plasmas Froids Hors Equilibre Applications Pression et libres parcours de collisions Couplage d énergie 27 Applications dans une gamme très large de pression de gaz Collisions nécessaires à la génération du plasma (ionisation par collisions e-neutre) Couplage d énergie et génération de plasma sont très dépendants de la pression Source d ions Propulsion Magnétrons Plasmas pour la microélectronique Traitement de surface par plasma Lampes à plasma Synthèse du diamant Ecrans à plasma & microplasmas Applications aérodynamiques Dépollution Pression Pa 1 m 1 cm 100 µm 1 µm Libre parcours confinement magnétique chauffage DC, RF ou microonde décharges impulsionnelles

28 Propulsion plasma pour satellites Propulseur à effet Hall - Principes 28 cathode injection xénon anode électrons ions Contrôle d orbite Réduction de coûts / Propulsion chimique Efficacité élevée > 50 % Impulsion spécifique ~1800 s Poussée / puissance ~ 70 mn/kw Moteur ionique sans grille anode exhaust cathode canal d accélération bobines coils GDR Propulsion et ANR TELIOPEH

29 Propulsion plasma pour satellites Propulseur à effet Hall - Principes 29 12/26 r cathode La conductivité électronique axiale est fortement réduite par la présence du champ magnétique radial («barrière magnétique») B E Il en résulte une augmentation du champ électrique axial qui accélère les ions vers l extérieur (E=J/σ ; à courant donné, le champ augmente quand la conductivité chute) x Deux façons de décrire la poussée force due au champ électrique généré par la barrière magnétique et agissant sur les ions force de Laplace agissant sur le courant de Hall électronique GDR Propulsion et ANR TELIOPEH

30 Propulsion plasma pour satellites Propulseur à effet Hall - Principes 30 Difficultés verrous scientifiques dimension azimutale dimension axiale Le flux de neutres est complètement ionisé en sortie de canal Le transport électronique perpendiculaire au champ magnétique ne peut donc plus se faire «classiquement», par collisions Les calculs PIC («Particle-In-Cell») et la théorie (linéarisation de l équation de Vlasov, relations de dispersion) montrent que le transport électronique est dû à un phénomène de micro-turbulence associé à la génération d un champ électrique azimutal de longueur d onde de l ordre du mm Alexandre Ducroq ANR TELIOPEH et GDR Propulsion

31 Source d ions négatifs pour le faisceau de neutres d ITER 31 Le plasma d ITER sera chauffé 1) par ondes et 2) par injection d un faisceau de neutres rapides (deutérium). Impossible de chauffer le plasma par injection d un faisceau de particules chargées rapides en raison des champs magnétiques intenses. Difficile d accélérer des neutres!! accélération d ions, puis neutralisation par collisions pour former des neutres rapides On pourrait accélérer des ions positifs mais faible efficacité de neutralisation accélération d ions négatifs Source d ions négatifs (plasma froid HF à couplage inductif) puis accélération à 1 MeV (40 A) et neutralisation

32 Principe de l Injection de Neutres 32 Accelerator Ion Neutraliser source Residual ion Dump (RID) Plasma Beam parameters: P=16.5MW I=40A V=1MV ( to heat the core plasma) t pulse=3600s 1MeV neutrals implies negative ions for efficient neutralisation (60%)

33 Source d Ions RF Inductive et Extraction 33 RF driven Arc driven Al 2 O 3 ceramic water cooled Faraday screen gas feed Cs evaporator Driver filter field N S Expansion Extraction Region Region I e -- e N S H - (magnets turned by 90º) grounded grid extraction grid (Ux ~-15 kv) plasma grid (Up ~ -20 kv), pos. bias (10 20 V) FILAMENTS Extraction region H - Both sources have demonstrated to fulfil requirements on current density, pressure, power and low electron co-extraction. Recent progress have led to long pulses in RF sources (IPP, Garching) and improved spatial uniformity in arc driven source (JAERI,Naka) Still to be demonstrated stable long pulse with low Cs consumption

34 Source d Ions RF Inductive et Extraction 34 Al 2 O 3 ceramic water cooled Faraday screen gas feed Cs evaporator filter field N S I e -- e N S H - (magnets turned by 90º) grounded grid extraction grid (Ux ~-15 kv) plasma grid (Up ~ -20 kv), pos. bias (10 20 V) Driver Expansion Region Extraction Region IPP Garching 0.4 Pa 20 kw

35 Source d Ions RF Inductive et Extraction 35 RF coil Faraday shield Case 0.25 m (b) IPP Garching RF driver Extraction area 0.6x1.5m Total extraction hole area 0.2m 2 Current density 200A/m 2 Uniformity 10%

36 Physique et Modélisation de la Source 36 Difficultés verrous scientifiques Couplage d énergie dans la source RF - Chauffage non collisionnel - Effet de peau anormal - Rôle de la force pondéromotrice Génération et transport des ions négatifs - Physico-chimie de l hydrogène (deutérium) - Production en volume et surface (césium) - Confinement magnétique - Barrière magnétique Extraction des ions négatifs - Théorie de gaine classique non applicable Godyak et al., Phys. Plasmas 6, 1804 (1999) B field PG n(h + ) n e n(h ) φ pl φ bias

37 Physique et Modélisation de la Source 37 Difficultés verrous scientifiques Couplage d énergie dans la source RF - Chauffage non collisionnel - Effet de peau anormal - Rôle de la force pondéromotrice Génération et transport des ions négatifs - Physico-chimie de l hydrogène (deutérium) - Production en volume et surface (césium) - Confinement magnétique - Barrière magnétique Extraction des ions négatifs - Théorie de gaine classique non applicable Tyshetskyi et al PRL (2003) B field PG n(h + ) n e n(h ) φ pl φ bias

38 Source micro-onde à la résonance cyclotron électronique 38 A basse pression (ν m /ω << 1 ), l onde ne chauffe pas efficacement les électrons, et on peut utiliser un champ magnétique pour améliorer le chauffage des électrons par l onde. Si le champ magnétique est parallèle au vecteur d onde, on peut ajuster le champ magnétique de telle sorte que l électron tourne autour du champ magnétique à la même vitesse que le champ électrique de l onde tourne dans le plan de l onde. Dans ces conditions on est à la Résonance Cyclotron Electronique (RCE, ou ECR) et les électrons voient un champ constant et sont donc accélérés de façon continue tant qu on est à la résonance. e - E B e - trajectoire électronique E E e - E e - à la résonance, un électron tourne autour du champ magnétique en un cycle HF l électron voit un champ électrique continu il est accéléré de façon continue, comme en champ DC

39 Source micro-onde ECR dipolaire 39 applicateur micro-onde dipolaire ω ce =eb/m ω=2πf B=875 G F=2.45 GHz ω ce =ω Contour B=875 G (résonance, ω ce =ω) lignes de champ magnétique Tran Tan Vinh la zone de résonance se situe dans la région du contour à B=875 G guide Onde EM 2.45 GHZ Pelletier et al., ANR PLASMODIE

40 Source micro-onde ECR multi-dipolaire 40 Tran Tan Vinh Pelletier et al., ANR PLASMODIE

41 Source micro-onde ECR multi-dipolaire 41 Tran Tan Vinh Tran Tan Vinh plasma d argon 1 mtorr, 15 à 40 W par applicateur Pelletier et al., ANR PLASMODIE

42 Source micro-onde ECR multi-dipolaire 42 Difficultés verrous scientifiques Couplage d énergie dans la source - Chauffage ECR non collisionnel - Complexité des trajectoires électroniques et du transport Propagation et absorption de l onde - Permittivité complexe tensorielle (plasma magnétisé) Tran Tan Vinh Pelletier et al., ANR PLASMODIE