قسم الفيزياء يناقش رسالة ماجستير تدرس تأثير الغازات النبيلة الى النيتروجين على EEDF ومعاملات النقل الالكتروني

Print Friendly, PDF & Email

ناقش قسم الفيزيا في كلية التربية للعلوم الصرفة (ابن الهيثم) رسالة الماجستير الموسومة (دراسة تأثير إضافة الغازات النبيلة الى النيتروجين على EEDF ومعاملات النقل الالكتروني) للطالب (خالد سلمان جبر حميد) التي انجزها باشراف التدريسي في القسم (أ.م.د. مصطفى كامل جاسم).

ونوقشت الرسالة من قبل اعضاء لجنة المناقشة المدرجة اسمائهم فيما يلي :

أ.م.د. حيدر عبد الرضا صالح              رئيسا

أ.م.د. بشرى جودة حسين                   عضوا

م.د. ايناس احمد جواد                       عضوا

أ.م.د. مصطفى كامل جاسم                 عضواً ومشرفاً

وتهدف الرسالة الى دراسة تأثير إضافة الغازات النبيلة (He, Ne, Ar, Kr, Xe) الى النيتروجين النقي ضعيف التأين على دالة توزيع طاقة الالكترون ومعلمات النقل الالكتروني (معدل طاقة الالكترون، الطاقة المميزة، سرعة الانجراف الالكتروني، تنقلية الالكترون، معامل الانتشار الالكتروني)، إضافة الى تأثير المجال الكهربائي المختزل E/N على دالة التوزيع ومعلمات النقل الالكتروني، ويتم ذلك من خلال حل معادلة بولتزمان باستخدام برنامج EEDF ومقارنة النتائج التي توصلنا اليها مع النتائج العملية المتوفرة. اذ ان مثل هذه الدراسة لها أهمية كبيرة في حياتنا اليومية كما في أجهزة التفريغ الكهربائي التي تستخدم في كثير من التطبيقات العملية.

وتم في هذا البحث حل معادلة نقل بولتزمان (BTE) نظريا باستخدام برنامج EEDF لغرض محاكاة حركة الالكترونات تحت تأثير مجال كهربائي منتظم في بلازما غاز النيتروجين N2 وخلائطه مع الغازات النبيلة مثل (غاز الهليوم He، غاز النيونNe ، غاز الاركونAr، غاز الكربتونKr، غاز الزينونXe) ضــمن النطاق (10-600) Td حيث Td = 1  .

كما تم دراسة تأثير اضافة كل غاز من الغازات النبيلة الى غاز النيتروجين N2 النقي على دالة التوزيع الالكتروني EEDF)) ومعلمات النقل الالكتروني ETC)) من خلال رسم مخططات بيانية لحسابات مختلفة باستخدام برنامج MATLAB (2017).

استخدم برنامج Igor.Pro. لعمل ملائمة (Fitting) لجميع معلمات النقل للغازات النقية المستخدمة لغرض الحصول على معادلة شبه تجريبية.

لوحظت اعتمادية كل من دالة التوزيع الالكتروني ومعلمات النقل (معدل طاقة الالكترون، الطاقة المميزة، سرعة الانجراف، تنقلية الالكترون، معامل الانتشار الالكتروني) على نسبة مكونات الغاز في الخليط وشدة المجال الكهربائي المختزل E/N إضافة الى نوع الغاز.

ووفقا للمقاطع العرضية المستخدمة والتي وفرها برنامج EEDF فأن هناك توافقاً جيداً لنتائجنا مع نتائج بعض الباحثين، كما يوجد بعض الاختلاف مع نتائج أخرى يعزى الى اختلاف المقاطع العرضية المستخدمة إضافة الى اختلاف تركيز الالكترونات.

            وقد أجريت العمليات الحســابية في ظروف قياســية ثابتـــــــــــة (P=760 Torr, T=273K, N=  حيث P و T و N هي تمثل ضغط الغاز ودرجة الحرارة وتركيز الالكترونات على التوالي.

واوصى الطالب في ختام رسالته بما يلي :

ا- دراسة تأثير كل من تغيير درجة الحرارة وتغيير الضغط وتغيير تركيز الالكترونات على هذه الدراسة.

2- تطوير العمل ليشمل تأثير المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي معا على EEDF و ETC.

3- دراسة تأثير إضافة كل غاز من الغازات النبيلة الى الاوكسجين، وذلك نظرا لأهميتها في التفريغ الكهربائي على EEDF وعلى ETC.

4- استخدام برامج أخرى مثل برنامج BOLSIG   الذي يحل معادلة بولتزمان بطريقة مونت كارلو في مثل هذه الدراسة.

5- اعتماد هكذا دراسات لغرض الحصول على أفضل الخلائط التي تستخدم في التفريغ الكهربائي.


Study on the effect of noble gas addition to N2on EEDF and electron transport coefficients

Khalid Salman Jabur

Asst.prof.Dr.Mustafa Kamil Jasim           supervisor member

Abstract

The Boltzmann Transfer Equation (BTE) was theoretically resolved using the EEDF programto simulate the movement of electrons under the influence of a reduce electric field in N2 gas plasma and its mixtures with noble gases (helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon).

The effect of the reduced electric field within the range (10-600) Td on EEDF and ETC was also studied by drawing diagrams of different accounts using MATLAB (2017).

For fitting work, Use the Igor.Pro program for all transport parameters for pure gases used to obtain a quasi-experimental equation.

The dependence of both the electronic distribution function and the transport parameters (mean electron energy, characteristic energy, drift velocity, electron mobility, electron diffusion coefficient) was observed on the ratio of gas components in the mixture and the intensity of the electric fieldE / N as well as the type of gas.

According to the cross-sections used that provided by the EEDF program, there is a good agreement of our results with the results of some researchers, and there is some difference with other due to the difference of cross sections as well as the difference in the concentration of electrons used.

 Calculations were performed in constant standard condition (P=760 Torr, T=273K, N= where P, T and N are gas pressure, temperature and electrons concentration respectively.