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Brian George Heil

• A novel hybrid model of capacitively coupled plasmas (CCP) is presented. The electric fields in the sheath and plasma bulk are calculated with a fluid model. Electron Energy Distribution Functions (EEDF) are calculated by tracking the trajectory of one or more test electrons in these electric fields. The model accurately reproduce electron heating, and shows the transition from stochastic to Ohmic heating at the proper pressure. This work offers a clarification of how the stochastic heating of electrons functions in CCPs, and the gain and loss of electron energy in the sheath region is studied. An analysis of electron beams accelerated by the plasma sheath is also presented. A new physical effect was discovered which allows the independent control of ion energy and flux in CCPs. When a multi frequency voltage is applied to a CCP the two sheaths will exhibit an electrical asymmetry whenever a harmonic component has an even harmonic.
• Ein neues Hybridmodell kapazitiv gekoppelter Plasmen wurde erstellt. Die elektrischen Felder in der Plasmarandschicht und dem Plasmabulk werden mit einem Fluidmodell berechnet. Elektronenenergieverteilungsfunktionen (EEDF) werden berechnet indem die Trajektorien eines oder mehrerer Elektronen verfolgt werden. Die Elektronenheizung wird präzise reproduziert und zeigt den Übergang von der Stochastischen zur Ohmischen Heizung bei geeignetem Druck. Die stochastische Heizung von Elektronen in CCP's wird erklärt und deren Energiegewinn und -verlust in der Plasmarandschicht untersucht. Elektronenstrahlen, die von der Plasmarandschicht beschleunigt werden, wurden analysiert. Ein neuer physikalischer Effekt wurde entdeckt, welcher die unabhänigige Kontrolle von Ionenenergie und -fluss in CCP's erlaubt. Wenn eine Multifrequenzspannung an eine kapazitive Entladung angelegt wird, zeigen die zwei Plasmarandschichten eine elektrische Asysmetrie immer dann wenn eine Oberwelle geradzahlig ist.