1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика плазмы
  4. T. 49, № 7, 2023

Физика плазмы, 2023, T. 49, № 7, стр. 712-726

Исследование кинетики быстрых электронов и параметров плазмы отрицательного свечения тлеющего разряда в гелии пониженного давления

А. И. Сайфутдинов a, *, С. С. Сысоев b

a Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ
Казань, Россия

b Санкт-Петербургский государственный университет
Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: as.uav@bk.ru

Поступила в редакцию 09.01.2023
После доработки 14.02.2023
Принята к публикации 28.02.2023

Аннотация

Представлены результаты численных исследований кинетики быстрых электронов и параметров плазмы в отрицательном свечении тлеющего разряда в гелии при низком давлении. Показано, что температура электронов в области отрицательного свечения является низкой и составляет десятые доли эВ. В рамках численных расчетов продемонстрировано формирование узких пиков на функции распределения электронов и зависимости дифференциального потока от энергии, связанных с быстрыми электронами, образовавшимися в реакциях пеннинговской ионизации. Результаты численных расчетов подтверждены результатами зондовой диагностики плазмы. Показана возможность определения концентрации возбужденных атомов гелия в плазме отрицательного свечения путем регистрации быстрых электронов, рожденных в результате реакций пеннинговской ионизации.

Ключевые слова: тлеющий разряд, отрицательное свечение, быстрые электроны, функция распределения электронов, пеннинговская ионизация

Список литературы

  1. Mariotti D., Sankaran R.M. // J. Phys. D: Applied Phys. 2010. V. 43. P. 323001.

  2. Wang X., Zhou M., Jin X. // Electrochimica Acta. 2012. V. 83. P. 501.

  3. Andrade F.J., Shelley J.T., Wetzel W.C., Webb M.R., Gamez G., Ray S.J., Hieftje G.M. // Analytical Chemistry. 2008. V. 80. P. 2646.

  4. Schwartz A.J., Williams K.L., Hieftje G.M., Shelley J.T. // Analytica Chimica Acta. 2017. V. 950. P. 119.

  5. Райзер Ю.П. Физика газового разряда, М.: Интеллект, 2009.

  6. Кудрявцев А.А., Смирнов А.С., Цендин Л.Д. Физика тлеющего разряда. СПб.: Лань, 2010. 512 с.

  7. Trukhachev F.M., Boltnev R.E., Alekseevskaya A.A., Vasiliev M.M., Petrov O.F. // Phys. Plasmas. 2021. V. 28. P. 093701.

  8. Zobnin A.V., Usachev A.D., Petrov O.F., Fortov V.E. // Phys. Plasmas. 2014. V. 21. P. 113503.

  9. Суржиков С.Т. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 1102.

  10. Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Физика импульсного пробоя газов. М.: Наука, 1991. 224 с.

  11. Tsendin L.D. // Plasma Sources Sci. Technology. 1995. V. 4. P. 200.

  12. Иванов Ю.А., Лебедев Ю.А., Полак Л.С. Методы контактной диагностики в неравновесной плазмохимии. М.: Наука, 1981. 142 с.

  13. Колоколов Н.Б., Благоев А.Б. // УФН. 1993. Т. 163. С. 55.

  14. Kolokolov N.B., Kudrjavtsev A.A., Blagoev A.B. // Physica Scripta. 1994. V. 50. P. 371.

  15. Демидов В.И., Колоколов Н.Б., Кудрявцев А.А. Зондовые методы исследования низкотемпературной плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1996.

  16. Čermák V. // J. Chemical Phys. 1966. V. 44. P. 3781.

  17. Cermak V., Herman Z. // Chemical Phys. Lett. 1968. V. 2. P. 359.

  18. Schmeltekopf A.L., Fehsenfeld F.C. // J. Chemical Phys. 1970. V. 53. P. 3173.

  19. Čermák V., Ozenne J.B. // Internat. J. Mass Spectrometry Ion Phys. 1971. V. 7. P. 399.

  20. Čermák V. // J. Electron Spectroscopy Related Phenomena. 1976. V. 9. P. 419.

  21. Demidov V.I., Kolokolov N.B. //Soviet Phys. J. 1987. V. 30. P. 97.

  22. Смирнов Б.М. // УФН. 1981. Т. 133. С. 569.

  23. Kudryavtsev A., Pramatarov P., Stefanova M., Khro-mov N. // J. Instrumentation. 2012. V. 7. P. P07002.

  24. Zhou Ch., Yao J., Saifutdinov A.I., Kudryavtsev A.A., Yuan Ch., Zhou Zh. // Plasma Sources Sci. Technology. 2021. V. 30. P. 117001.

  25. Yuan Ch., Kudryavtsev A.A., Saifutdinov A.I., Sysoev S.S., Stefanova M.S., Pramatarov P.M., Zhouet Z. // Phys. Plasmas. 2018. V. 25. P. 104501.

  26. Saifutdinov A.I., Sysoev S.S. // Plasma Sources Sci. Technology. 2021. V. 30. P. 017001.

  27. Zhou C., Yao J., Saifutdinov A.I., Kudryavtsev A.A., Yuan Ch., Ma G., Dou Zh., Cao. J., Ma M., Zhou Zh. // Plasma Sources Sci. Technology. 2022. V. 31. P. 107001.

  28. Fiala A., Pitchford L.C., Boeuf J.P. // Phys. Rev. E. 1994. V. 49. P. 5607.

  29. Derzsi A., Hartmann P., Korolov I., Karacsony J., Bano G., Donko Z. // J. Phys. D: Applied Phys. 2009. V. 42. P. 225204.

  30. Kutasi K., Hartmann P., Donkó Z. // J. Phys. D: Applied Phys. 2001. V. 34. P. 3368.

  31. Kutasi K., Hartmann P., Bano G., Donkó Z. // Plasma Sources Sci. Technology. 2005. V. 14. P. S1.

  32. Wilhelm J., Kind W. // Beiträge aus der Plasmaphysik. 1965. T. 5. S. 395.

  33. Грановский В.Л. Электрический ток в газе. М.-Л., 1952.

  34. Кудрявцев А.А., Морин А.В., Цендин Л.Д. // ЖТФ. 2008. Т. 78. С. 71.

  35. Rafatov I., Bogdanov E.A., Kudryavtsev A.A. // Phys. Plasmas. 2012. V. 19. P. 093503.

  36. Eliseev S.I., Bogdanov E.A., Kudryavtsev A.A. // Phys. Plasmas. 2017. V. 24. P. 093503.

  37. Eliseev S. // Phys. Plasmas. 2022. V. 29. P. 043504.

  38. Райзер Ю.П., Шнейдер М.Н. // ТВТ. 1991. Т. 29. С. 1041.

  39. Райзер Ю.П., Шнейдер М.Н. // ТВТ, 1997. Т. 35. С. 19.

  40. Райзер Ю.П., Шнейдер М.Н. // Физика плазмы. 1989. Т. 15. С. 318.

  41. Alves L.L., Gousset G., Ferreira C.M. // Phys. Rev. E. 1997. V. 55. P. 890.

  42. Fedoseev A.V., Sukhinin G.I. // Plasma Phys. Rep. 2004. V. 30. P. 1061.

  43. Yuan C., Bogdanov E.A., Eliseev S.I., Kudryavtsev A.A. // Phys. Plasmas. 2017. V. 24. P. 073507.

  44. Yuan C., Yao J., Bogdanov E.A., Kudryavtsev A.A., Zhou Z. // Physical Rev. E. 2020. V. 101. P. 031202.

  45. Chai Y., Yao J., Bogdanov E.A., Kudryavtsev A.A., Yuan C., Zhou Z. // Plasma Sources Sci. Technology. 2021. V. 30. P. 095006.

  46. Phelps database, private communication, www.lxcat.net, retrieved on August 15, 2021.

  47. https://www.lxcat.net/Biagi-v7.1, private communication, www.lxcat.net, retrieved on August 15, 2021.

  48. Graves D.B., Jensen K.F. // IEEE Transac. plasma sci. 1986. V. 14. P. 78.

  49. Fadeev S.A., Saifutdinov A.I. // Plasma Phys. Reports. 2017. V. 43. P. 1080.

  50. Alves L.L. // J. Phys.: Confer. Ser. 2014. V. 565. P. 012007.

  51. Saifutdinov A.I., Sysoev S.S. // Instruments Experimental Techniques. 2022. V. 65. P. 75.

  52. Godyak V.A., Demidov V.I. // J. Phys D: Applied Phys. 2011. V. 44. P. 233001.

  53. Каган Ю.М., Перель В.И. // УФН. 1963. Т. 81. С. 409.

  54. Лебедев Ю.А. Введение в зондовую диагностику плазмы пониженного давления. М.: МИФИ, 2003. 56 с.

  55. Chen F.F. // Phys. Plasma. 2001. V. 8. P. 3029.

  56. http://www.plasmasensors.com/

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика плазмы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал