Структура призондового слоя в газоразрядной плазме при произвольной ориентации плоского зонда относительно электрического поля в плазме
Мурильо O.1, Мустафаев А.С.1, Сухомлинов В.С.2
1Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский государственный университет, физический факультет, Санкт-Петербург, Россия
Email: rectorat@spmi.ru
Поступила в редакцию: 15 февраля 2019 г.
В окончательной редакции: 19 апреля 2019 г.
Принята к печати: 29 апреля 2019 г.
Выставление онлайн: 19 сентября 2019 г.
Исследована структура пристеночного слоя газового разряда около плоской поверхности, находящейся при отрицательном потенциале, большем средней энергии электронов. Показано, что при условиях, когда средняя энергия ионов в плазме много меньше таковой для электронов, параметры пристеночного слоя слабо зависят от взаимной ориентации нормали к поверхности и электрического поля в плазме для произвольного отношения радиуса Дебая к длине свободного пробега ионов относительно резонансной перезарядки. Обнаружено, что для инертных газов He, Ar при отношении электрического поля к давлению ( (R)/(P)) более 10 (V)/(cm·Torr) в плазме неучет процесса ионизации в возмущенном пристеночном слое может приводить к существенным ошибкам в расчете его параметров. Показано, что наличие ионизации приводит к росту электрического поля в пристеночном слое и, как следствие, увеличению средней скорости ионов на границе квазинейтрального "предслоя" и части пристеночного слоя, где существенно нарушается квазинейтральность. Параметры пристеночного слоя, где существенно нарушается квазинейтральность, зависят от частоты ионизации существенно меньше, чем соответствующие параметры квазинейтрального "предслоя". Получено соотношение для определения концентрации заряженных частиц в невозмущенной плазме по ионному току насыщения с учетом реальной функции распределения ионов по энергиям в плазме, ионизации в "предслоя" и части пристеночного слоя, где существенно нарушается квазинейтральность. Ключевые слова: критерий Бома, пристеночный слой, уравнение Больцмана, газоразрядная плазма.
- Donnelly V.M., Kornblit A. // J. Vacuum Sci. Technol. A: Vacuum, Surfaces, Films. 2013. Vol. 31. N 5. P. 050825
- Sturges D.J., Oskam H.J. // J. Appl. Phys. 1964. Vol. 35. N 10. P. 2887-2894
- Rubel M. et al. // J. Nucl. Mater. 1992. Vol. 196. P. 285-291
- Дунаев В.В., Жиглинский А.Г., Сухомлинов В.С., Фафурина Э.Н. // ЖТФ. 1992. Т. 62. Вып. 2. С. 41-46
- Raizer Y. Gas Discharge Physics. Berlin, NY.: Springer, 1991. P. 536
- Chen X.P. // Phys. Plasmas. 1998. Vol. 5. N 3. P. 804-807
- Bohm D. The use of probes for plasma exploration in strong magnetic fields // Characteristics of Electrical Discharges in Magnetic Fields. 1949. Vol. 13
- Riemann K. // Plasma Sources Sci. Technol. 2009. Vol. 18. P. 014006
- Benilov M. // Plasma Sources Sci. Technol. 2008. Vol. 18. N 1. P. 014005
- Allen J. // Plasma Sources Sci. Technol. 2009. Vol. 18.P. 014004
- Brinkmann R. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. Vol. 44. N 4. P. 042002
- Kino G., Shaw E. // Phys. Fluid. 1966. Vol. 9. N 3. P. 587-593
- Chen F.F. Introduction to plasma physics. N Y., London: Plenum Press, 1974
- Tsankov T., Czarnetzki U. // Plasma Sour. Sci. Technol. 2017. Vol. 26. N 5. P. 055003
- Kos L., Tskhakaya S., Jelic N. // Phys. Plasmas. 2015. Vol. 22. N 9. P. 093503
- Riemann K. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2003. Vol. 36. N 22. P. 2811
- Riemann K. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1991. Vol. 24. N 4. P. 493
- Baalrud S., Hegna C. // Plasma Sour. Sci. Technol. 2011. Vol. 20. N 2. P. 025013
- Riemann K. // Phys. Plasmas. 2006. Vol. 13. N 6. P. 063508
- Godyak V. // Phys. Lett. A. 1982. Vol. 89. N 2. P. 80-81
- Valentini H. // Phys. Plasmas. 1996. Vol. 3. N 4. P. 1459-1461
- Chen X. // Phys. Plasmas. 1998. Vol. 5. N 3. P. 804-807
- Kaganovich I. // Phys. Plasmas. 2002. Vol. 9. N 11. P. 4788-4793
- Riemann K. // Phys. Fluids. 1981. Vol. 24. N 12. P. 2163-2172
- Raoul N. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2002. Vol. 30. N 1. P. 352-356
- Godyak V., Sternberg N. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2003. Vol. 31. N 2. P. 303
- Franklin R.N. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2003. Vol. 36. N 22. P. 2821
- Sukhomlinov V.S., Mustafaev A.S., Murillo O. // Phys. Plasmas. 2018. Vol. 25. N 1. P. 013513
- Мурильо O., Мустафаев A.С., Сухомлинов В.С. // ЖТФ. 2019. Т. 89. Вып. 9
- Мустафаев A.С., Сухомлинов В.С., Аинов M. // ЖТФ. 2015. Т. 60. С. 1778
- Mustafaev A., Sukhomlinov V., Ainov M. // High Temperature. 2017. Vol. 55. N 3. P. 346- 351
- Sheridan T. // Phys. Plasmas. 2000. Vol. 7. N 7. P. 3084-3088
- Sheridan T. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2010. Vol. 43. N 10. P. 105204
- Ткачев A., Яковленко C. // Труды ИОФАН. 2007. Т. 63. С. 64-101
- Hornbeck A. // Phys. Rev. 1951. Vol. 84. N 4. P. 615
- Мак Даниэль E., Масон E. // Нью Йoрк-Лондон-Сидней-Торонто: Джон Вилей и сыновья, 1973. C. 320
- Madson J., Oskam H. // Phys. Lett. A. 1967. Vol. 25. N 5. P. 407-408
- Maiorov S., Petrov O., Fortov V. // Proc. of the 34th EPS Conf. on Plasma Physics, Warsaw. 2007. URL: http://epsppd.epfl.ch/Warsaw/pdf2/P2\_115.pdf
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.