Вакуумно-плазменные процессы и технологии. Ефремов А.М - 88 стр.

                                   1     kT
                                 i+ ≈n+ ( e )1/ 2 S ,                        (2.46)
                                   2     M+
                            1     2kTe 1/ 2         U
                       i − = ne (      ) exp(−         )S ,                  (2.47)
                            2     πme              kTe
где S - площадь соответствующего электрода, U - потенциал электро-
да относительно плазменного, M + - масса положительного иона,
n+ = ne - концентрации положительных ионов и электронов в плазме,
на границе слоев объемного заряда. Напомним, что в неравновесной
плазме ионы «влетают» в слой объемного заряда не со своей энергией
«объемной», а с энергией, примерно соответствующей энергии элек-
тронов. Используя (2.46) - (2.47), получим, что
                             ( S 2 / S1 )[1 − exp(−U kTe )]
                  I = i1+                                    ,               (2.48)
                            ( S 2 / S1 ) exp(− − U kTe ) + 1
                                  Uf         1 2M +
                                        = − ln(       ),                     (2.49)
                                  kTe        2    πme
             (U 1 − U f )                     ( S 2 / S1 ) + 1   
                            = − ln                                ,        (2.50)
                 kTe                ( S 2 / S1 ) exp(−U kTe ) + 1
                            U2 −U f          U U1 − U f
                                         =         +            ,            (2.51)
                              kTe            kTe         kTe
где U f - значение плавающего потенциала, который определяется из
равенства электронного и ионного тока на электрод. Задавая прило-
женное напряжение в гармонической форме, по соотношениям (2.48)
- (2.51) можно рассчитать вольтамперную характеристику и значения
потенциалов зондов относительно плавающего при заданном соотно-
шении площадей электродов. Результаты таких расчетов приведены
на рис. 2.3.5.
       Изменение соотношения площадей электродов приводит к тому,
что все большая часть питающего напряжения начинает падать на
электроде с меньшим размером. При этом потенциал большего элек-
трода меняется слабо и практически равен плавающему. Физически
это связано с тем, что для поддержания тока в цепи, поступающего на
электрод малой площади, достаточно малых изменений потенциала
большого электрода. Действительно, из-за большой разницы в пло-
щадях при одинаковой плотности тока положительных ионов на оба
электрода ток i1+ всегда много больше i2+ . Из (2.46) и (2.47) следует,
что когда второй электрод находится практически при потенциале
плазмы ( U 2 ≈ 0 ), то I = i2+ − i2− = i1− − i1+ ≈ −i2− . Ток в цепи равен электрон-


                                              88