Вакуумно-плазменные процессы и технологии. Ефремов А.М - 74 стр.

     Электроны, покидающие катод под действием бомбардировки
положительными ионами, имеют малые начальные энергии. Поэтому
в непосредственной близости от катода процессы возбуждения и ио-
низации малоэффективны, результатом этого является темная область
малой толщины (1). По мере движения в поле катодного падения по-
тенциала энергия электронов увеличивается и там, где она становится
достаточной для возбуждения молекул газа, возникает катодное све-
чение (2). На некотором расстоянии от катода (в пределах тлеющего
свечения) энергия электронов оказывается достаточной для иониза-
ции атомов, потенциал ионизации которых обычно превышает потен-
циал ионизации молекул. Однако с ростом вероятности ионизации
увеличение энергии приводит и к уменьшению вероятности возбуж-
дения, поэтому после катодного свечения наблюдается сравнительно
тёмное круксово пространство (3). Внешняя граница этого круксова
пространства примерно совпадает с границей катодного падения по-
тенциала. Кривая распределения потенциала имеет в этой области
максимум, а напряжённость поля падает до нуля.
     Поскольку в катодной области имеется объёмный заряд, при ее
описании необходимо исходить из уравнения Пуассона:

                     d 2U dE       1             j    j 
                          =    = −            E  i − e  .    (2.19)
                     dx 2   dx     ε0             bi be 

Сложный характер изменения напряжённости электрического поля по
длине катодной области затрудняет решение уравнения Пуассона, по-
этому в простейшем случае применяется линейная аппроксимация за-
висимости E = f ( x ) . В последнем случае напряжённость поля на като-
де E0 можно выразить через величину катодного падения потенциала
E0 = 2U k d k ( d k - ширина участка катодного падения потенциала), а
dE dx = − E0 d k = − 2U k d k . Уравнение Пуассона принимает вид
                             2


                    dE                1  ji ,k je,k 
                                =−      E0    −                (2.20)
                    dx   x =0        ε 0  bi   be 
или
                      U k2     1         ji ,k je,k 
                           =−                −      ,        (2.21)
                      dk3
                              4ε 0        i
                                           b     be 



где ji ,k - плотность тока ионов на катод и je,k - плотность тока элек-
тронов с катода. Учитывая, что электроны выбиваются из катода под

                                         74