Функция распределения ионов в плазме собственного газа
- 1 — д-р физ.-мат. наук профессор Санкт-Петербургский горный университет
- 2 — д-р физ.-мат. наук доцент Санкт-Петербургский государственный университет
Аннотация
Методом плоского одностороннего зонда впервые измерены первые семь коэффициентов разложения по полиномам Лежандра функции распределения ионов по энергиям и углам для He + в He и Ar + в Ar в условиях, когда скорость иона, приобретаемая им на длине пробега, соизмерима со средней тепловой скоростью атомов. При произвольной напряженности электрического поля в плазме найдено аналитическое решение кинетического уравнения Больцмана для ионов в собственном газе в условиях, когда доминирующим процессом является резонансная перезарядка. Учтена зависимость сечения резонансной перезарядки от относительной скорости. Показано, что вид функции распределения ионов по скоростям существенно отличается от максвелловского распределения и определяется не одним, а двумя параметрами. Результаты расчетных и экспериментальных данных, с учетом аппаратной функции метода измерений, находятся в хорошем соответствии.
Литература
- Голант В.Е. Основы физики плазмы / В.Е.Голант, А.П.Жилинский, С.А.Сахаров. М.: Атомиздат, 1977. 150 с.
- 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.
- Мустафаев А.С. Динамика электронных пучков в плазме // Журнал технической физики. 2001. Т. 71. С. 111-121.
- 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.
- 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.
- Перель В.И. Вычисление скорости дрейфа ионов в собственном газе // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1957. Т. 32. C. 526-533.
- Смирнов Б.М. Подвижность ионов в собственном газе // Журнал технической физики. 1966. Т. 36. № 10. C. 1864-1871.
- Фок В.А. О движении ионов в плазме // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1948. Т. 18. С. 1048-1055.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Lieberman M.A. 7th ICPR and 63th GEC. 2010. Paris. France // Bull. of the APS. 2010. Vol. 55. N 7. P. 105-107.
