Исследование разряда в скрещенных полях в неоне

Заключение

.

1. Проведено исследование разряда постоянного тока в скрещенных полях в неоне. Исследование проводилось в трубке магнетронной конфигурации с ч большим отношением радиусов электродов для двух полярностей электродной системы. С целью определения структуры разряда и проверки его нелокальной модели выполнены измерения радиального хода ФРЭЭ, потенциала и интегральной интенсивности излучения.

2. По радиальному распределению потенциала установлена структура разряда: область катодного падения, на которую приходится практически все напряжение, приложенное к разрядному промежутку, и плазменная часть разряда, в которой имеется потенциальная яма для электронов. Характерной особенностью профиля, соответствующего случаю ЦЭА, является ясно выраженная эквипотенциальность основного объема плазмы. В случае обратной полярности потенциальная яма более глубокая, при этом эквипотенциальность плазмы отсутствует.

3. Измеренные ФРЭЭ свидетельствуют о наличии трех групп электронов: 1 — быстрые электроны, определяющие размеры области ОС- 2 -промежуточные электроны, обеспечивающие ток разряда- 3 — медленные электроны, запертые в потенциальной яме в прианодной области. Установлено, что ФРЭЭ запертых электронов являются Максвелл-Больцмановскими и не зависят от пространственных координат. ФРЭЭ промежуточных электронов соответствуют диффузии при постоянной полной энергии с нулевым граничным условием на аноде.

4. На основании решения уравнения Пуассона оценена толщина катодной области разряда.

5. Глубина потенциальной ямы в прианодной области зависит от полярности электродной системы, в случае центрального электрода катода (ЦЭК) потенциальная яма более глубокая. При этой же полярности концентрация заряженных частиц значительно больше, чем в случае центрального электрода анода (ЦЭА).

6. Исследованы ионные потоки на катод разряда в скрещенных полях. Измерены коллекторные характеристики при различных разрядных условиях (давлениях, разрядных токах, магнитных полях). По этим характеристикам определены функции распределения ионов по энергиям (ФРИЭ) вблизи катода. Проведено сравнение экспериментальных данных с расчетами, основанными на модели движения ионов в катодном слое. Модель предполагает линейный ход электрического поля в катодном слое и перезарядку как основной процесс столкновений ионов.

7. Исследован процесс образования углеродных пленок в разряде в скрещенных полях в неоне и аргоне с цилиндрической геометрией электродов. Пленки формировались на подложке из кремния или стекла путем распыления внешнего электрода — катода. Для оценки толщины пленок использовалась интерференционная картина, полученная в отраженном свете. Пленки имеют хорошую круговую симметрию, что свидетельствует об азимутальной однородности разряда. Показано, что толщина пленок зависит от пропущенного заряда, давления и рода рабочего газа. Предложена диффузионная модель образования пленок с учетом неоднородного разогрева газа. Установлено, что радиальный ход толщины полученных пленок лучше согласуется с результатами расчета вдали от центра.

1. Райзер Ю. П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. 592 с.

2. Грановскии B.JI. Электрический ток в газе: Установившийся ток. М.: Наука, 1971.

3. Lieberman М., Lichtenberg A. Principles of Plasma Discharges and Materials Processing. New Jersey: Wiley Hoboken, 2005.

4. Капцов H.A. Электрические явления в газах и вакууме. М.: Гостехиздат, 1950.

5. Энгель А., Штеенбек М. Физика и техника электрического разряда в газах. ОНТИ, НКТП, Т.1, 1935; Т.2, 1936.

6. Арш A.M., Карасик Б. С., Пядин В. П. // 6-я Всесоюзная конференция по физике низкотемпературной плазмы (сентябрь 1983 г. Ленинград). Тезисы докладов. Т. 2Б. С.98−100.

7. Арш A.M., Карасик Б. С., Пядин В. П. // ЖТФ. 1984. Т.54. Вып. 6. С.1085−1089.

8. Карасик Б. С., Пядин В. П. // ЖТФ. 1986. Т. 56. Вып. 5. С. 846−849.

9. Смирницкая Г. В., Рейхрудель Э. М. // Радиотехника и электроника. 1957. N10. С. 1879−1884.

10. Арш A.M., Карасик Б. С., Пядин В. П. // ЖТФ. 1984. Т.54. Вып. 2. С. 406−408.

11. Трюканов П. М., Фетисов И. К., Никольский А. Д. // ЖТФ. 1981. Т. 51. Вып. 10. С. 2028;2031.

12. Penning F.M. // Physica. 1936. Bd.3. N 9. P. 873−894.

13. Sommerville J.M. //Proc. Phys. Soc. 1952. Vol. 65. N 8. P.620−629.

14. Redhead P.A. // Canadian journal of physics. 1958. Vol. 36. N 3. P.255−270.

15. Blevin H.A., Haydon S.C. // Australian J. of Phys. 1958. Vol. 11. N 1. P. 18−23.

16. Сливков И. Н., Михайлов В. И., Сидоров Н. И., Настюха А. И. Электрический пробой и разряд в вакууме. Под ред. Гохберга Б. М. М.: Атомиздат, 1966.

17. Lutz М., Harvey R. // IEEE Transactions on Plasma Science. 1976. Vol. PS-4. P. l 18−128.

18. Gallagher H., Hormann G., Lutz M. // IEEE Transactions on Plasma Science. 1973. Vol. Ps-5. P.702−709.

19. Lutz M. // IEEE Transactions on plasma Science. 1977. Vol. Ps-5. P.273−277.

20. Harvey R., Lutz M., Gallagher H. // IEEE Transactions on Plasma Science. 1978. Vol. PS-6. P. 248−255.

21. Вагнер С. Д., Шляев Б. В. // ЖТФ. 1978. Т. 48. Вып. 4. С. 675−680.

22. Платонов А. А., Слышов А. Г., Цендин Л. Д., Вагнер С. Д. // ЖТФ. 2006. Т. 76. Вып. 7. С. 22−26.

23. Вагнер С. Д., Котельникова О. Ю., Пядин В. П. // Письма в ЖТФ. 1987. Т. 13. Вып. 6. С. 344−346.

24. Вагнер С. Д., Котельникова О. Ю., Пядин В. П. // ЖТФ. 1989. Т. 59. Вып. 8. С. 24−28.

25. Porokhova I.A., Golubovskii Yu.B., Csambal С., Kudrna P., Tichy M., Behnke J.F., Passoth E. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1999. Vol. 32. P. 26 552 665.

26. Porokhova I.A., Golubovskii Yu.B., Bretagne J., Tichy M., Behnke J.F. // Phys. Rev. E. 2001. Vol. 63. P. 56 408.

27. Porokhova I.A., Golubovskii Yu.B., Holik M., Kudrna P., Tichy M., Wilke C., Behnke J.F. //Phys. Rev. E. 2003. Vol. 68. P. 16 401.

28. Kudrna P., Holik M., Porokhova I.A., Golubovskii Yu.B., Tichy M.,.

29. Behnke J.F. // XXVI Int. Conference on Phenomena in Ionized Gases. Greifswald. Germany. July 15−20. 2003.

30. Цендин Л. Д. // УФН. 2010. Т. 180. № 2. С. 139−164.

31. Голубовский Ю. Б., Кудрявцев A.A., Некучаев В. О., Порохова И. А., Цендин Л. Д. Кинетика электронов в неравновесной газоразрядной плазме. СПб.: Издательский дом СПбГУ, 2004.

32. Bernstein I.B., Holstein Т. //Phys. Rev. 1954. Vol. 94. P.1457.

33. Цендин Л. Д. // Журнал эксп. и теор. физики. 1974. Т. 66. Вып. 5. С. 1638−1650.

34. Kolobov V.l., Tsendin L.D. // Phys. Rev. A. 1992. Vol. 46. N 12. P. 78 377 852.

35. Davis, W.D., Vanderslice, T.A. // Phys. Rev. 1963. Vol. 131. N 1. P. 219 228.

36. Соколов В. Ф., Соколова Ю. А., Медведева И. А. // Прикладная физика. 2002. № 2. С. 22−27.

37. Холодков И. В. // Электронная' Обработка Материалов. 2009. № 5. С. 44−47.

38. Czekaj D., Hollmann Е.К., Kozirev A.B., Volpyas V.A., Zaytsev A.G. // J. Appl. Phys. 1989. A 49. P. 269−272.

39. Czekaj D., Goranchev В., Hollmann E.K., Volpyas V.A., Zaytsev A.G. // Vacuum. 1991. Vol. 42. N 1,2. P. 43−45.

40. Czekaj D., Hollmann E.K., Volpyas V.A., Zaytsev A.G., Chernakova A., Goranchev A.// Bulgarian Journal of Physics. 1991. Vol. 18. N 1.

41. Елистратов Н. Г. // XXXII Звенигородская конференция по физике плазмы и УТС. Звенигород. 14−18 февраля. 2005.

42. Белянин А. Ф. // Сб. докл. 15-го Междунар. симп. «Тонкие пленки в оптике и электронике». Харьков: НИЦ ХФТ, 2003. С. 67—103.

43. Самойлович М. И., Белянин А. Ф. // Там же. С. 6−37.

44. Вольпян О. Д., Кузмичев А. И., Самокин A.C. // Сб. докладов Харьковской нанотехнологической ассамблеи-2008. Харьков: 2008. Т.1. С.97−107.

45. Кузмичев А. И., Гончарук И. М. // Сб. докл. 15-го Междунар. симп. «Тонкие пленки в оптике и электронике». Харьков: НИЦ ХФТ, 2003. С. 105−108.

46. Stephen M. Rossnagel // IEEE Transactions on Plasma Science. 1990. Vol.18. N6.

47. Бурманский И. Ю., Рогов A.B. // ЖТФ. 2004. T. 74. Вып. 1. С. 120−122.

48. Знаменский А. Г., Марченко В. А. // ЖТФ. 1998. Т.68. Вып. 7. С. 24−31.

49. John A. Thornton // Journal of Vacuum Science and Technology. 1978. Vol. 15. N2. P. 171−177.

50. Gill W. D., Erick Kay // The review of scientific instruments. 1965. Vol. 36. N3. P. 277−282.

51. Каган Ю. М., Перель В. И. //УФЫ. 1963. Т.81. № 3. С. 409−452.

52. Грановский В. JI. Электрический ток в газе. Том I. Общие вопросы электродинамики газов. М. -JL: Гос. изд. технико-теоретической литературы, 1952. 432 с.

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

54. Demidov V.I., Ratynskaia S.V., and Rypal К. // Review of scientific instruments. Oct 2002. Vol. 73. N 10. P. 3409−3439.

55. Козлов O.B. Электрический зонд в плазме. M.: Атомиздат, 1969.

56. Langmuir I., Mott-Smith H. // Phys. Rev. 1926. Vol. 28. № 5. P. 727.

57. Каган Ю. М. В кн. Спектроскопия газоразрядной плазмы. JI: Наука, 1970.

58. Druyvestein M. // Zs. Phys. 1930. Vol. 64. P. 781.

59. Каган Ю. М., Перель В. И. // ЖТФ. 1968. Т38. Вып. 10. С. 1663−1666.

60. Kanihiro Novota // Japan J. Appl. Phys. 1963. Vol. 2. N 11. P.719−727.

61. Спитцер JI. Физика полностью ионизированного газа. M.: Издательство иностранной литературы. 1957.

62. Франк-Каменецкий Д. А. Лекции по физике плазмы. М.: Атомиздат. 1968.

63. Кудрявцев A.A., Смирнов A.C., Цендин Л. Д. Физика тлеющего разряда. СПб.: Издательство «Лань», 2010.

64. Энгель А. Ионизованные газы. М.: Физматгиз, 1959.

65. Козлов И. Г. Современные проблемы электронной спектроскопии. М.: Атомиздат, 1978.

66. Васин А. В., Матвеева Л. А., Юхимчук В. А. и др. // Письма в ЖТФ. 2001. Т. 27. Вып. 21. С. 65−70.

67. Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: ИЛ, 1961. 931 с.

68. Физическая энциклопедия. Т.2. М.: Советская энциклопедия, 1988.

69. Мартыненко Ю. В. // Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный Том 3. М.: Наука/Интерпериодика. 2000. С. 117−126.

70. Платонов A.A., Вагнер С. Д., Игнатьев Б. К., Калининская Т. В., Ковалевский В. В. // Материалы конференции по физике низкотемпературной плазмы ФНТП-2004. Т.1. Петрозаводск. Россия. 2004. С.186−191.

71. Беленков Е. А., Ивановская В. В., Ивановский А. Л. Наноалмазы и родственные углеродные материалы. Компьютерное материаловедение. Екатеринбург: Уро РАН, 2008. 169 с.