Вакуумно-плазменные процессы и технологии. Ефремов А.М - 46 стр.

вая часть положительна – физически это соответствует ситуации, что
в области d концентрация электронов всегда меньше концентрации
положительных ионов. Разлагая правую часть (1.101) в ряд Тейлора
для малых значений U , можно получить неравенство

                         1 (eU )   1 (eU )
                                2          2

                                 −         ≥0,                 (1.102)
                         2 kTe     4 kε s

выполнение          которого обеспечивается при        ε s ≥ kTe 2 или
υ s ≥ (kTe m+ ) . Последнее условие получило название критерия Бома,
               1/ 2


а соответствующее значение скорости υ B = (kTe m+ )1/ 2 - скорости Бо-
ма. Вышесказанное означает, что ионы «влетают» в двойной электри-
ческий слой на границе плазма-поверхность не со своей тепловой
скоростью, определяемой температурой ионов T+ в объеме плазмы, а
со скоростью υ s ≥ υ B , которая обеспечивает их энергию на уровне
средней энергии электронов. Считается, что это достигается при ус-
корении ионов в слое толщиной порядка λi , который располагается
между областью нейтральной плазмы и слоем объемного заряда.
        С учетом сказанного уравнения (1.87) и (1.88) могут быть пере-
писаны в виде

                      kTe    3kTe       eU f 
                          =        exp −     ,             (1.103)
                      m+      me        kTe 
                            1 kTe  me 
                       Uf =       ln       .                 (1.104)
                            2 e  2.3m+ 

Аналогичным образом может быть модифицировано и уравнение
(1.94) для плазмы электроотрицательных газов, однако здесь необхо-
димо учитывать по крайней мере два дополнительных эффекта. Во-
первых, это «тормозящее» действие отрицательных ионов по отноше-
нию к положительным ионам, влетающим в слой объемного заряда.
Во-вторых, при анализе процессов в двойном электрическом слое
вместо величины β = n− ne необходимо использовать параметр
β s = n− ns , характеризующий электроотрицательность плазмы на гра-
нице слоя объемного заряда. Для случая электроотрицательной плаз-
мы скорость ионов в точке x = 0 будет определяться соотношением



                                    46