摘要：使用蒙特卡罗-粒子模拟方法对氮气开关中的流柱形成过程进行模拟,并结合计算结果对其进行理论分析.发现在流柱击穿发生前（即空间电荷场远小于本底电场）,等离子体的电离频率、电子平均能量及其迁移速度等都近似为常数,因此可以解析求解电子数密度方程对等离子体的演化行为进行分析.在击穿发生后,随机碰撞过程会破坏初始等离子体区域分布的对称性,并出现分叉的等离子体区域结构.在放电过程中,随着等离子体密度增加,其内部基本保持电中性且电场不断减小,靠近阴阳极两端电荷分离产生的净电荷密度不断增加,场强也不断增加,且靠近阳极端的电荷密度（绝对值）和场强都大于阴极端.通过改变极板间电压发现,平均电子能量随极板间场强增加而增加,电子迁移速度随着场强近似线性增加,电离频率随场强的变化快慢介于E~4与E~5之间.

关键词：氮气气体开关 流柱击穿 

单位：北京应用物理与计算数学研究所 北京100088 高功率微波技术重点实验室 绵阳621900 北京微电子技术研究所 北京100076