Запалювання та режими горіння розряду постійного струму з порожнистим катодом
Анотація
У цій роботі були виміряні криві запалювання тліючого розряду постійного струму з порожнистим і пласким катодами. Показано, що при низькому тиску газу (p ≤ 0,05 Торр) ліві гілки кривих запалювання для порожнистого катода і для пласких електродів співпадають. При високому тиску газу (p ³ 0,3 Торр) права гілка кривої запалювання розряду з порожнистим катодом близька до кривої запалювання для відстані між пласкими електродами, рівній зазору між краєм пластин порожнистого катода і пласким анодом. Виміряні вольт-амперні характеристики розряду з порожнистим катодом. Показано, що при низькому тиску газу p < 0,1 Торр розряд горить у високовольтній (електронно-променевій) формі зі зростаючою вольт-амперною характеристикою, коли вторинні електрони прискорюються вздовж силових ліній електричного поля і формують електронний пучок. При тиску газу p ≥ 0,1 Торр розряд при низькому струму горить у тліючому режимі, в якому в порожнині між пластинами катода розрядне світіння практично відсутнє, а вольт-амперна характеристика розряду є зростаючою. При більш високих значеннях струму розряд переходить у режим порожнистого катода, заповнюючи простір між пластинами, і має практично вертикальну вольт-амперну характеристику. Перехід розряду з тліючого режиму в порожнистий має гістерезисний характер. При тиску газу p ~ 1 Торр ефект порожнистого катода зникає, тому що товщина катодного шару стає малою в порівнянні з зазором між пластинами катоду. Показано, що коли колектори на аноді розташовані упоперек зазору між пластинами порожнистого катоду, радіальний профіль електронного струму на анод в режимі електронного променя має різко виражений максимум в області осі розрядної камери. Профіль є більш плоским, якщо ланцюжок колекторів на аноді спрямовано вздовж порожнини катода. Підвищення тиску газу призводить до сильного розсіювання електронів пучка, при цьому радіальні профілі електронного струму на анод стають приблизно однаковими в обох поперечних напрямках як в тліючому, так і в порожнистому режимах.
Завантаження
Посилання
Москалев Б.И. Разряд с полым катодом. – М.: Энергия. – 1969. – 184 с.
Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том 2, под ред. Фортова В.Е. – М.: Наука. – 2000 – 634 с.
Райзер Ю.П. Физика газового разряда. – М.: Наука. – 1987. – 592 c.
Donko Z., Rozsa K., Tobin R.C. Monte Carlo analysis of the electrons motion in a segmented hollow cathode discharge // J. Phys. D: Appl. Phys. – 1996. – Vol.29, No.1. – p. 105-114.
Donko Z., Apai P., Szalai L., Rozsa K., Tobin R.C. The segmented hollow cathode discharge: A pumping source for UV metal ion lasers // IEEE Trans. Plasma Sci. – 1996. – Vol.24, No.1. – p. 33-34.
Donko Z., Szalai L., Rozsa K. High-gain ultraviolet Cu-II lasers in a segmented hollow cathode discharge // IEEE J. Quantum Electronics. – 1998. – Vol.34, No.1. – p. 47-53.
Donko Z., Rozsa K., Szalai L. High-voltage hollow cathode discharges: Laser applications and simulations of electron motion // Plasma Physics Reports. – 1998. – Vol.24, No.7. – p. 588-598.
Bano G., Szalai L., Kutasi K., Hartmann P., Donko Z., Rozsa K., Kiss A., Adamowicz T.M. Operation characteristics of the Au-II 690-nm laser transition in a segmented hollow-cathode discharge // Appl. Phys. B. – 2000. – Vol.70. – p. 521-525.
El-Habachi A., Schoenbach K.H., Generation of intense excimer radiation from high-pressure hollow cathode discharges // Appl. Phys. Lett. - 1998. – Vol.73, No.7. – p. 885-887.
Mihailova D., Grozeva M., Hagelaar G.J.M., van Dijk J., Brok W.J.M., van der Mullen J.J.A.M. A flexible platform for simulations of sputtering hollow cathode discharges for laser applications // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2008. – Vol.41, No.24. – P. 245202 (10pp).
Hagelaar G.J.M., Mihailova D.B., van Dijk J., Analytical model of a longitudinal hollow cathode discharge // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2010. – Vol.43. – P. 465204 (11pp).
Baggio-Scheid V.H., Neri J.W., de Vasconcelos G., Atomic emission spectroscopy of a hollow cathode discharge used for deposition applications // Surface and Coatings Technology. – 2001. – Vol.146 – 147. – p. 469–473.
Barankova H., Bardos L., Hollow cathode plasma sources for large area surface treatment // Surface and Coatings Technology. – 2001. – Vol.146 – 147. – p. 486–490.
Kozec D., Engemann J., Mildner M., Theirich N.B., Multi-jet hollow cathode discharge for remote polymer deposition // Surface and Coatings Technology. – 1997. – Vol.93. – p. 128–133.
Chen Y.M., Yu G.P., Huang J.H., Role of process parameters in the texture evolution of TiN films deposited by hollow cathode discharge ion plating // Surface and Coatings Technology. – 2001. – Vol.141. – p. 156–163.
Gavrilov N.V., Mesyats G.A., Radkovski G.V., Bersenev V.V., Development of technological sources of gas ions on the basis of hollow-cathode glow discharges // Surface and Coatings Technology. – 1997. – Vol.96 – p. 81–88.
Gleizer J. Z., Krokhmal A., Krasik Ya. E., and Felsteiner J., High-current electron beam generation by a pulsed hollow cathode // J. Appl. Phys. – 2002. – Vol. 91, No.5. – p. 3431-3443.
Kutasi K., Donko Z., Hybrid model of a plane-parallel hollow-cathode discharge // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2000. – Vol.33, No.9. – p. 1081-1089.
Кириченко В.И., Ткаченко В.М., Тютюнник В.Б., Влияние геометрических размеров, материала катода и рода газа на область оптимальных давлений тлеющего разряда с цилиндрическим полым катодом // ЖТФ. – 1976. – Т.46, No.9. – с. 1857-1867.
Bazhenov V.Yu., Ryabtsev A.V., Soloshenko I.A., Terentyeva A.G., Tsiolko V.V., Shchedrin A.I. Investigation of the electron distribution function in the glow discharge with hollow cathode // Proc. 15th Intern. Symp. on Plasma Chemistry, 2001, Orleans, France, Vol.3, p. 879-884.
Rusinov I.M., Blagoev A.B. Influence of hydrogen on the sputtered atoms' transport in a cylindrical hollow cathode // Vacuum. – 2000. – Vol.58. – p. 256–262.
Guseva L.G. Discharge striking in non-uniform fields at low gas pressures. In “Investigations into electrical discharges in gases”, Ed. by Klyarfeld B.N. – Oxford: Pergamon press. – 1964 – 12 - 35 с.
Eichhorn H., Schoenbach K.H., Tessnow T. Paschen’s law for a hollow cathode discharge // Appl. Phys. Lett. – 1993. – Vol.63, No.18. – p. 2481-2483.
Popovici C., Somesan M. Electrostatic field distribution and breakdown potential for a hollow-electrode system in rare gases // International Journal of Electronics. – 1965. – Vol.18, No.3. – p. 255-267.
Pak H., Kushner M.J., Breakdown characteristics in nonplanar geometries and hollow cathode pseudospark switches // J. Appl. Phys. – 1992. – Vol.71, No.1. – p. 94-100.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
