Submit an Article
Become a reviewer
Vol 222
Download volume:

Ion distribution function in their own gas plasma

A. S. Mustafaev1
V. S. Sukhomlinov2
About authors
  • 1 — Saint-Petersburg Mining University
  • 2 — Saint-Petersburg State University
Date submitted:
Date accepted:
Date published:


Flat one-sided probe was used for the first time to measure the first seven coefficients in the Legendre polynomial expansion of ion energy and angle distribution functions for He + in He and Ar + in Ar under the conditions when the ion velocity gained along its free run distance is comparable to the average thermal energy of atoms. Analytic solution of the Boltzmann kinetic equation is found for ions in their own gas for arbitrary tension of electric field in plasma when the dominating process is resonant charge exchange. The dependence of cross-section of resonant charge exchange on the relative velocity is accounted for. It is demonstrated that the ion velocity distribution function differs significantly from the Maxwell distribution and is defined by two parameters instead of just one. The results of computational and experimental data agree quite well, provided the spread function of measurement technique is taken into account. 

Go to volume 222


  1. Голант В.Е. Основы физики плазмы / В.Е.Голант, А.П.Жилинский, С.А.Сахаров. М.: Атомиздат, 1977. 150 с.
  2. Лапшин В.Ф. Метод плоского одностороннего зонда для диагностики анизотропной плазмы / В.Ф.Лапшин, А.С.Мустафаев // Журнал технической физики. 1989. Т. 59. С. 35-45.
  3. Мустафаев А.С. Динамика электронных пучков в плазме // Журнал технической физики. 2001. Т. 71. С. 111-121.
  4. Мустафаев А.С. Функция распределения ионов при произвольном электрическом поле в плазме / А.С.Мустафаев, В.С.Сухомлинов // Записки Горного института. 2016. Т. 217. С. 29-39.
  5. Мустафаев А.С. Экспериментальное и теоретическое определение сильно анизотропной функции распределения по скоростям в плазме собственного газа при больших полях / А.С.Мустафаев, В.С.Сухомлинов, М.А.Аинов // Журнал техни-ческой физики. 2015. Т. 85. Вып. 12. С. 45-48.
  6. Перель В.И. Вычисление скорости дрейфа ионов в собственном газе // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1957. Т. 32. C. 526-533.
  7. Смирнов Б.М. Подвижность ионов в собственном газе // Журнал технической физики. 1966. Т. 36. № 10. C. 1864-1871.
  8. Фок В.А. О движении ионов в плазме // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1948. Т. 18. С. 1048-1055.
  9. Фриш С.Э. Спектроскопическое изучение движения ионов в плазме / С.Э.Фриш, Ю.М.Каган // Журнал эксперимен-тальной и теоретической физики. 1947. T. 17. C. 577-584.
  10. Эндер А.Я. Кинетика ионов в нейтральном газе при резком включении электрического поля. Ч. 1. CEM-модель / А.Я.Эндер, И.А.Эндер // Журнал технической физики. 2010. Т. 80. Вып. 2. С. 8-17.
  11. Эндер А.Я. Кинетика ионов в нейтральном газе при резком включении электрического поля. Ч. 2. Различные модели взаимодействия / А.Я.Эндер, И.А.Эндер // Журнал технической физики. 2010. Т. 80. Вып. 2. С. 18-28.
  12. Abe H. Developments of Plasma Etching Technology for Fabricating Semiconductor Devices / H.Abe, M.Yoneda, N.Fujiwara // Jpn. J. Appl. Phys. 2008. Vol. 47. P. 1435-1438.
  13. Bhatnagar P.L. A model for collision processes in gases. I. Small amplitude processes in charged and neutral one-component systems / P.L.Bhatnagar, E.P.Gross, M.Krook // Phys. Rev. 1954. Vol. 94. P. 511-518.
  14. Else D. On the reliability of the Bhatnagar-Gross-Krook collision model in weakly ionized plasmas / D.Else, R.Kompaneets, S.V.Vladimirov // Physics of Plasmas. 2009. Vol. 16. P. 062106-062118.
  15. Ion distribution function in a plasma with uniform electric field / M.Lampe, T.B.Röcker, G.Joyce, S.K.Zhdanov, A.V.Ivlev, G.E.Morfill // Physics of Plasmas. 2012. Vol. 19. P. 113703-113709.
  16. Lieberman M.A. 7th ICPR and 63th GEC. 2010. Paris. France // Bull. of the APS. 2010. Vol. 55. N 7. P. 105-107.

Similar articles

Anomalous geochemistry of zircon from the Yastrebetskoe rare metal deposit (SIMS- and TOF-study)
2016 S. G. Skublov, S.-Kh. Li
A technique for selective extraction of ions of gold and silver from hydrochloric solutions with tributylphosphate
2016 L. A. Voropanova, N. B. Kokoeva
Properties isotropy of magnesium alloy strip workpieces
2016 R. Kavalla, V. Yu. Bazhin
Simulation of rock deformation behavior
2016 Ya. I. Rudaev, D. A. Kitaeva, M. A. Mamadalieva
Engineering and technical measures to improve reliability of power supply to construction facilities
2016 P. S. Orlov
Simulation of diesel engine energy conversion processes
2016 A. S. Afanasev, A. A. Tretyakov