ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2022. №2
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.2.3
УДК: 621.38: 533.9.01
ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ
В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ПЛАЗМЫ
А.А. Захаров, А.А. Потапов, А.А. Швачко
Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.
410054, г. Саратов, ул. Политехническая, д. 77.
Статья поступила в редакцию 13 января 2022 г.
Аннотация. Электронная температура и связанная с ним концентрация заряженных частиц в газоразрядной плазме может приводить к изменению свойств соответствующих электронных приборов: изменению пространственного заряда. Даже незначительный пространственный заряд, обусловленный различием концентраций заряженных частиц в плазме, может являться причиной образования нестабильностей и приводить к образованию незатухающих продольных и поперечных волн (страт) в плазме положительного столба газового разряда. В замагниченной газоразрядной плазме пространственный заряд уменьшается за счет уменьшения параметров движения заряженных частиц и при величине поперечного магнитного поля B = B0 = (bebp)-1/2 обращается в нуль, и плазма становится однородной. В случае, когда магнитное слабо действует на плазму необходимо, чтобы концентрация носителей заряда была одинакова, т.е. плазма была однородна. Следовательно, необходимо определить минимальное значение электронной температуры, при которой максвелловская плазма однородна.
Цель – Для оценки влияния электронной температуры на распределение концентрации носителей зарядов проанализировать уравнение баланса электронов в двух случаях: при нулевых и реальных граничных условиях.
Ключевые слова: низкотемпературная плазма, электронная температура, распределение концентрации, нулевые граничные условия, реальные граничные условия.
Abstract. The electron temperature and the concentration of charged particles associated with it in a gas-discharge plasma can lead to a change in the properties of the corresponding electronic devices: a change in the space charge. Even an insignificant space charge, due to the difference in the concentrations of charged particles in the plasma, can cause instabilities and lead to the formation of undamped longitudinal and transverse waves (strata) in the plasma of the positive gas discharge column. In a magnetized gas-discharge plasma, the space charge decreases due to a decrease in the parameters of motion of charged particles, and with a transverse magnetic field B = B0 = (bebp)-1/2 vanishes and the plasma becomes homogeneous. In the case when the magnetic weakly affects the plasma, it is necessary that the concentration of charge carriers be the same, i.e. the plasma is homogeneous. Therefore, it is necessary to determine the minimum value of the electron temperature at which the Maxwellian plasma is homogeneous.
Goal – To estimate the effect of electron temperature on the distribution of charge carrier concentration, analyze the electron balance equation in two cases: at zero and real boundary conditions.
Key words: low-temperature plasma, electron temperature, density distribution, zero boundary conditions, real boundary conditions.
Автор для переписки: Потапов Андрей Андреевич, potapov_andrey13@mail.ru
Литература
1. Банковский А.С., Захаров А.А., Потапов А.А., Швачко А.А. Влияние пространственного заряда в газоразрядной плазме на устойчивость баланса частиц и токовую составляющую напряженности электрического поля. Радиотехника. 2020. Т.84. №7(14). С.50-58. http://doi.org/10.18127/j00338486-202007(14)-07
2. Taccogna F., Dilecce G. Non-equilibrium in low-temperature plasmas. The European Physical Journal D. 2016. V.70. №11. P.37. http://doi.org/10.1140/epjd/e2016-70474-0
3. Shibkov V.M., Shibkova L.V., Logunov A.A. The electron temperature in the plasma of a DC discharge created in a supersonic airflow. Moscow University Physics Bulletin. 2017. V.72. P.294-300. http://doi.org/10.3103/S0027134917030109
4. Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. Москва, Наука. 1971. 543 с.
5. Голант В.Е., Жилинский А.П., Сахаров И.Е. Основы физики плазмы. Санкт-Петербург, Лань. 2021. 448 с.
6. Gorin V.V., Kudryavtsev A.A., Yao J., Yuan C., Zhou Z. Boundary conditions for drift-diffusion equations in gas-discharge plasmas. Physics of Plasmas. 2020. V.27. №1. P.5120613. http://doi.org/10.1063/1.5120613
Для цитирования:
Захаров А.А., Потапов А.А., Швачко А.А. Влияние электронной температуры на распределение концентрации в поперечном сечении газоразрядной плазмы. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022. №2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.2.3