Вакуумная и плазменная электроника. Светцов В.И. - 109 стр.

и положительных зарядов. В зависимости от знака потенциала зонда относи-
тельно плазмы электрическое поле препятствует попаданию на зонд частиц то-
го или иного знака. Область, в которой сосредоточено электрическое поле, на-
зывается двойным электрическим слоем.
     В двойном электрическом слое сосредоточена почти вся разность потен-
циалов между плазмой и зондом и лишь небольшая часть её (порядка kTe/2e)
проникает в плазму. Теория зондов Лангмюра основана на предположении, что
внутри двойного слоя заряженные частицы движутся под действием электри-
ческого поля без столкновений. Поэтому применимость теории зондов ограни-
чивается значениями давлений, при которых длина свободного пробега частиц
превышает толщину двойного слоя. При малых токах на зонд толщина двойно-
го слоя определяется дебаевским радиусом экранирования.




Рис. 6.1. Схема зондовых измерений и типичный вид вольт-амперной характе-
                               ристики зонда

              k⋅T                    −2   T
    λ=                   = 7 ,5 ⋅ 10    ⋅                      (6.1)
          4 ⋅ π ⋅ n ⋅ e2                  γ
где T - температура;
    n - концентрация заряженных частиц в плазме.
    При больших значениях тока для нахождения толщины двойного слоя
может быть использовано уравнение трёх вторых для движения заряженных
частиц в режиме объёмного заряда. Например, для плоского зонда
                   3
              −6   U 2
    I = 2,4 ⋅ 10 ⋅ 2 ⋅ S                                         (6.2)
                   X
где I - ток на зонд; А
    X - толщина двойного слоя; см
    S - собирающая поверхность зонда,см2.
    На вольт-амперной характеристике зонда могут быть выделены три раз-
личных участка, соответствующие трём разным режимам собирания заряжен-
ных частиц. При отрицательном потенциале зонда ([U] >> kTe/e) ток на зонд
определяется потоком положительных ионов и практически не зависит от при-

                                    109