Dynamics of dust particles coming off a wall in sheath and presheath

壁から離脱するダスト粒子のシース及びプレシース中の挙動

Smirnov, R.*; 冨田 幸博*; 滝塚 知典; 高山 有道*; Chutov, Y.*

Smirnov, R.*; Tomita, Yukihiro*; Takizuka, Tomonori; Takayama, Arimichi*; Chutov, Y.*

壁近傍プラズマ中のダスト粒子の挙動について広範囲のダスト半径と質量にわたって調べた。ダストの運動と荷電の方程式を、1次元粒子モデルで模擬されたシースと電離プレシースを持つプラズマ中で解析した。ダスト粒子に働く電場とイオン抗力の釣り合いから、挙動について二つの臨界ダスト半径が存在することがわかった。第一臨界半径は壁に留められる条件、第二臨界半径は短域振動から長域振動への遷移条件である。遅延荷電効果により、第二臨界半径の質量依存性は不明瞭になる。

Dynamics of a single dust particle in near-wall plasma is studied in wide range of dust radii and masses. Dust motion and charging equations are solved in the plasma simulated for sheath and ionizing presheath using one-dimensional particle model. It was found that balance of electric and ion drag forces acting on the dust particle provides two critical dust radii differentiating motion of dust started at the wall between pinned against the wall, short and long-range oscillating. Delayed charging causes the mass dependence of the second critical radius until transition from short to long-range oscillations becomes undistinguishable.