bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2025-23-6-39-47bsuir-4245Research ArticleСтатьиИсследование электрических параметров низкочастотного генератора при формировании комбинированного разрядаStudy of Electrical Parameters of a Low-Frequency Generator During the Formation of a Combined DischargeЛушаковаМ. С.LushakovaM. S.

Лушакова Мария Сергеевна, ст. преп. каф. электронной техники и технологии

220013, Минск, ул. П. Бровки, 6

Тел.: +375 17 293-80-88

Lushakova Maria Sergeevna, Senior Lecturer at the Department of Technique and Technology

220013, Minsk, P. Brovki St., 6

Tel.: +375 17 293-80-88

lushakova@bsuir.byМадвейкоС. И.MadveikaS. I.

канд. техн. наук, доц., зав. каф. электронной техники и технологии

220013, Минск, ул. П. Бровки, 6

Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor, Head of the Department of Technique and Technology

220013, Minsk, P. Brovki St., 6

ТихонО. И.TsikhanO. I.

мл. науч. сотр. Центра «Ионно-плазменные системы и технологии»

220013, Минск, ул. П. Бровки, 6

Junior Researcher at the “Plasma Processing Research Center”

220013, Minsk, P. Brovki St., 6

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and Radioelectronics2025251220252363947Copyright © Лушакова М.С., Мадвейко С.И., Тихон О.И., 20252025Лушакова М.С., Мадвейко С.И., Тихон О.И.Lushakova M.S., Madveika S.I., Tsikhan O.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/4245

Представлены результаты исследований влияния электромагнитной энергии сверхвысокочастотного диапазона на низкочастотную составляющую плазмы комбинированного (сверхвысокочастотного и низкочастотного) разряда. Экспериментально изучены выходные электрические параметры низкочастотного генератора и оптические характеристики плазмы комбинированного разряда среднего вакуума. Определено, что в процессе генерации разряда, сформированного при одновременном воздействии в едином разрядном объеме сверхвысокочастотных и низкочастотных полей при давлении 20–100 Па возможно проявление эффекта контрагирования низкочастотной составляющей комбинированного разряда. Данный эффект заключается в изменении под действием магнитного поля условий переноса тока в плазменном слое между электродами, что приводит к уменьшению амплитуды выходного напряжения низкочастотного генератора. Установлена зависимость изменения амплитуды напряжения низкочастотного генератора от выходной мощности источника питания сверхвысокочастотного генератора.

The article presents the results of a study examining the influence of microwave electromagnetic energy on the low-frequency component of a combined (microwave and low-frequency) discharge plasma. The output electrical parameters of a low-frequency generator and the optical characteristics of a combined medium-vacuum discharge plasma were experimentally studied. It was determined that, during the generation of a discharge formed by the simultaneous action of microwave and low-frequency fields in a single discharge volume at a pressure of 20–100 Pa, a constriction effect of the low-frequency component of the combined discharge may occur. This effect consists of a change in the current transfer conditions in the plasma layer between the electrodes under the influence of a magnetic field, which leads to a decrease in the amplitude of the low-frequency generator output voltage. The dependence of the change in the voltage amplitude of the low-frequency generator on the output power of the microwave generator power source was established.

низкочастотный генераторэлектромагнитная энергиякомбинированный разрядплазмаинтегральное свечениеконтрагированиеlow-frequency generatorelectromagnetic energycombined dischargeplasmaintegral glowcontractionReferencesLebedev, Yu. A. Microwave Discharges at Low Pressures and Peculiarities of the Processes in Strongly Non-Uniform Plasma / Yu. A. Lebedev // Plasma Sources Sci. Technol. 2015. Vol. 24, No 5. https://doi.org/10.1088/0963-0252/24/5/053001.Lebedev Yu. A. (2015) Microwave Discharges at Low Pressures and Peculiarities of the Processes in Strongly Non-Uniform Plasma. Plasma Sources Sci. Technol. 24 (5). https://doi.org/10.1088/0963-0252/24/5/053001.Effect of Low-Frequency Voltage Waveform on Plasma Uniformity in a Dual-Frequency Capacitively Coupled Plasma / S. Rauf [et al.] // Journal of Vacuum Science & Technology B. 2022. Vol. 40, Iss. 3. https://doi.org/10.1116/6.0001732.Rauf S., Tian P., Kenney J., Dorf L. (2022) Effect of Low Frequency Voltage Waveform on Plasma Uniformity in a Dual-Frequency Capacitively Coupled Plasma. Journal of Vacuum Science & Technology B. 40 (3). https://doi.org/10.1116/6.0001732.Low-Frequency Dependence of Plasma Characteristics in Dual-Frequency Capacitively Coupled Plasma sources / Yang Zhou [et al.] // Appl. Phys. Lett. 2024. Vol. 124, No 6. https://doi.org/10.1063/5.0190803.Yang Zhou, Kai Zhao, Fang-Fang Ma, Yong-Xin Liu, Fei Gao, Julian Schulze, et al. (2024) Low-Frequency Dependence of Plasma Characteristics in Dual-Frequency Capacitively Coupled Plasma Sources. Appl. Phys. Lett. 124 (6). https://doi.org/10.1063/5.0190803.Characteristics of 2.45 GHz Microwave Plasma by Langmuir Probe Measurements / Sun Choi [et al.] // Solid State Phenomena. 2007. Vol. 124–126. P. 1621–1624. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.124-126.1621-1624.Sun Choi, Wataru Minami, Lae Kim, Hee Kim (2007) Characteristics of 2.45 GHz Microwave Plasma by Langmuir Probe Measurements. Solid State Phenomena. 124–126, 1621–1624. https://doi.org/10.4028/ www.scientific.net/SSP.124-126.1621-1624.Langmuir Probe Diagnostic Studies of Pulsed Hydrogen Plasmas in Planar Microwave Reactors / A. Rousseau [et al.] // Journal of Applied Physics. 2002. Vol. 92, No 7. P. 3463–3471. https://doi.org/10.1063/1.1497454.Rousseau A., Teboul E., Lang N., Hannemann M., Rцpcke J. (2002) Langmuir Probe Diagnostic Studies of Pulsed Hydrogen Plasmas in Planar Microwave Reactors. Journal of Applied Physics. 92 (7), 3463–3471. https://doi.org/10.1063/1.1497454.Переход газового разряда в контрагированное состояние / E. А. Муратов [и др.] // ТВТ. 1975. T. 13, № 3. C. 654–656.Muratov E. A., Persiantsev I. G., Pismenny V. D., Rakhimov A. T. (1975) Transition of a Gas Discharge to a Contracted State. TVT. 13 (3), 654–656 (in Russian).Уланов, И. М. Экспериментальные исследования влияния продольного магнитного поля на катодные части тлеющего разряда в гелии / И. М. Уланов, А. Ю. Литвинцев // Журнал технической физики. 2004. Т. 74, № 9. С. 32–38.Ulanov I. M., Litvintsev A. Yu. (2004) Experimental Study of the Effect of a Longitudinal Magnetic Field on the Cathode Parts of a Glow Discharge in Helium. Technical Physics. 49 (9), 1135–1141. https://doi. org/10.1134/1.1800233 (in Russian).Влияние магнитного поля на ионизующий разряд в воздухе / А. В. Ерофеев [и др. ] // Письма в журнал технической физики. 2009. Т. 35, № 3. С. 82–88.Erofeev A. V., Zhukov B. G., Lapushkina T. A., Ponyaev S. A., Bobashev S. V. (2009) Effect of a Magnetic Field on Ionizing Electric Discharge in Air. Technical Physics Letters. 35 (2), 137–140. https://doi.org/10.1134/ S1063785009020126 (in Russian).Уланов, И. М. Влияние продольного магнитного поля на рекомбинационное излучение тлеющего разряда низкого давления в водороде и гелии / И. М. Уланов, А. Ю. Литвинцев, В. А. Пинаев // Теплофизика высоких температур. 2011. Т. 49, № 1. С. 3–12.Ulanov I. M., Litvintsev A. Y., Pinaev V. A. (2011) The Influence of Longitudinal Magnetic Field on Recombination Radiation of Low-Pressure Glow Discharge in Hydrogen and Helium. High Temperature. 49 (1), 1–11. https://doi.org/10.1134/S0018151X11010251 (in Russian).Уланов, И. М. Исследование непрерывного спектра тлеющего разряда низкого давления в водороде и гелии в продольном магнитном поле / И. М. Уланов, В. А. Пинаев // Теплофизика высоких температур. 2014. Т. 52, № 1. С. 30–38. https://doi.org/10.7868/S0040364414010219.Ulanov I. M., Pinaev V. A. (2014) Study of the Continuous Spectrum of a Low Pressure Glow Discharge in Hydrogen and Helium in a Longitudinal Magnetic Field. High Temperature. 52 (1), 26–34. https://doi.org/10.1134/S0018151X14010209 (in Russian).Бордусов, С. В. Плазменные СВЧ-технологии в производстве изделий электронной техники / С. В. Бордусов. Минск: Бестпринт, 2002.Bordusov S. V. (2002) Plasma Microwave Technologies in the Production of Electronic Devices. Minsk, Bestprint Publ. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.