Вакуумно-плазменные процессы и технологии. Ефремов А.М - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГХТУ | Иваново

Составители: 

Рубрика: 

9
водников в плазме галогенсодержащих газов. В качестве послед-
них наиболее широко используются фтор- и хлорсодержащие со-
единения.
1.2. Физические свойства плазмы: квазинейтральность,
дебаевский радиус, плазменная частота
Одним из основных свойств ННГП является ее стремление к ус-
тановлению квазинейтральности, то есть к установлению равенства
между суммарным положительным и отрицательным зарядом в сред-
нем в достаточно больших объемах или за достаточно большие про-
межутки времени. Даже ничтожное различие концентраций положи-
тельно и отрицательно заряженных частиц в макроскопическом объе-
ме (например, при пространственном разделении зарядов) привело
бы к появлению электростатических полей, причем энергия заряжен-
ных частиц в таких полях значительно превысила бы их среднюю те-
пловую энергию. Поэтому в отсутствии каких-либо особых механиз-
мов, поддерживающих такие поля, заряженные частицы должны бы-
стро сместиться так, чтобы уменьшить разности потенциалов и вос-
становить квазинейтральное состояние.
Для количественного определения масштабов расстояний, на
которых возможно отклонение от квазинейтральности, рассмотрим
простую модель. Предположим, что газ первоначально электрически
нейтрален и что электроны и ионы распределены в пространстве рав-
номерно (рис. 1.2.1,а). В начальный момент времени концентрации
электронов и ионов равны: nnn
e
=
=
+
. Определим, какую работу не-
обходимо совершить для перемещения всех электронов в направле-
нии оси
Y
на расстояние d . Очевидно, что эта работа будет равна ра-
боте по созданию слоя положительного объемного заряда между
плоскостями
0
=
y
и
d
y
=
.
Пусть
0
y - некоторое промежуточное смещение электронов
(рис. 1.2.1,б), тогда напряженность электрического поля
E
, возник-
шая при появлении объемного заряда плотностью
ne
=
, в общем ви-
де определится уравнением Пуассона:
0
ε
ρ
=⋅∇ E . (1.1)
Предполагая, что до смещения электрическое поле отсутствовало, и 
  водников в плазме галогенсодержащих газов. В качестве послед-
  них наиболее широко используются фтор- и хлорсодержащие со-
  единения.

  1.2. Физические свойства плазмы: квазинейтральность,
          дебаевский радиус, плазменная частота

      Одним из основных свойств ННГП является ее стремление к ус-
тановлению квазинейтральности, то есть к установлению равенства
между суммарным положительным и отрицательным зарядом в сред-
нем в достаточно больших объемах или за достаточно большие про-
межутки времени. Даже ничтожное различие концентраций положи-
тельно и отрицательно заряженных частиц в макроскопическом объе-
ме (например, при пространственном разделении зарядов) привело
бы к появлению электростатических полей, причем энергия заряжен-
ных частиц в таких полях значительно превысила бы их среднюю те-
пловую энергию. Поэтому в отсутствии каких-либо особых механиз-
мов, поддерживающих такие поля, заряженные частицы должны бы-
стро сместиться так, чтобы уменьшить разности потенциалов и вос-
становить квазинейтральное состояние.
      Для количественного определения масштабов расстояний, на
которых возможно отклонение от квазинейтральности, рассмотрим
простую модель. Предположим, что газ первоначально электрически
нейтрален и что электроны и ионы распределены в пространстве рав-
номерно (рис. 1.2.1,а). В начальный момент времени концентрации
электронов и ионов равны: ne = n+ = n . Определим, какую работу не-
обходимо совершить для перемещения всех электронов в направле-
нии оси Y на расстояние d . Очевидно, что эта работа будет равна ра-
боте по созданию слоя положительного объемного заряда между
плоскостями y = 0 и y = d .
      Пусть y0 - некоторое промежуточное смещение электронов
(рис. 1.2.1,б), тогда напряженность электрического поля E , возник-
шая при появлении объемного заряда плотностью ρ = ne , в общем ви-
де определится уравнением Пуассона:

                ρ
        ∇⋅E =      .                                         (1.1)
                ε0

Предполагая, что до смещения электрическое поле отсутствовало, и


                                 9

Страницы