Study of the Effect of the Anode on EEDF and the Spatial Profile of the Electron Density in a Discharge with a Hollow Cathode in Helium

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The electron energy distribution function (EEDF) and the spatial profile of the electron density in the cathode–anode gap in a helium discharge are calculated within a one-dimensional model by the Monte Carlo method. Numerical studies are performed for experimental conditions known from the literature in a discharge with a hollow cathode: the cathode–anode distance of 3 cm, the helium pressure of 0.75 Torr, and the electric field strength in the discharge gap of 1.3 V/cm. The calculations are performed without and with allowance for the anode potential drop and the effect of electron reflection from the anode. The dependence of the form of EEDF on the energy spectrum of the electron source used in the calculations is also studied. In all variants of calculations, the main feature of the EEDF is retained, that is, a significant depletion of the low-energy part of the distribution function due to the effect of electron absorption by the anode. The calculated EEDF and the spatial profile of the electron density are compared with the available experimental data.

About the authors

S. N. Andreev

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: dyatko@triniti.ru
119991, Moscow, Russia

A. V. Bernatskiy

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: dyatko@triniti.ru
119991, Moscow, Russia

N. A. Dyatko

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences; Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research

Email: dyatko@triniti.ru
119991, Moscow, Russia; 108840, Troitsk, Moscow, Russia

I. V. Kochetov

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences; Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research

Email: dyatko@triniti.ru
119991, Moscow, Russia; 108840, Troitsk, Moscow, Russia

V. N. Ochkin

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: dyatko@triniti.ru
119991, Moscow, Russia

References

  1. Цендин Л.Д. // ЖТФ. 1986. Т. 56. С. 278.
  2. Голубовский IO.Б., Аль-Хават Ш.Х. // ЖТФ. 1987. Т. 57. С. 44.
  3. Голубовский IO.Б., Аль-Хават Ш.Х., Цендин Л.Д. 1987. Т. 57. С. 1285.
  4. Porokhova I.A., Golubovskii Y.B., Wilke C., Dinklage A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1999. V. 32. P. 3025.
  5. Petrova Ts., Petrov G.M. // Physica Scripta. 2000. V. 61. P. 102.
  6. Arndt S., Uhrlandt D., Winkler R. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. V. 34. P. 1982.
  7. Loffhagen D., Sigeneger F., Winkler R. // J. Phys. D: A-ppl. Phys. 2002. V. 35. P. 1768.
  8. Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Dyatko N.A., Koche-tov I.V., Ochkin V.N. // Plasma Sources Sci. Technol. 2021. V. 30. 095004.
  9. Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Ochkin V.N. // Plasma Chem. Plasma Process. 2021. V. 41. P. 659.
  10. Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Dyatko N.A., Koche-tov I.V., Ochkin V.N. // Plasma Sources Sci. Technol. 2022. V. 31. 105016.
  11. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987.
  12. Otte M. Experimentelle Untersuchungen der Elektronenkinetik schwach ionisierter stoßbestimmter Plasmen unter r¨aumlich inhomogenen Bedingungen. PhD Thesis. E.-M.-Arndt-Universit¨at Greifswald, Germany, 2000.
  13. Herlt H.J., Feder R., Meister G., Bauer E.G. // Solid State Communications 1981. V. 38. P. 973.
  14. Sigeneger F., Dyatko N.A., Winkler R. // Plasma Chem. Plasma Process. 2003. V. 23. P. 103.
  15. Sakai Y., Tagashira H., Sakamoto S. // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1972. V. 5. P. 1010.
  16. Sakai Y., Tagashira H., Sakamoto S. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1977. V. 10. P. 1035.
  17. Dyatko N.A., Kochetov I.V. and Ochkin V.N. // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29. 125007.
  18. Dyatko N.A., Kochetov I.V., Napartovich A.P., Sukharev A.G. EEDF: the software package for calculations of the electron energy distribution function in gas mixtures https://fr.lxcat.net/download/EEDF
  19. Фридрихов С.А., Мовнин С.М. Физические основы электронной техники. М.: Высшая школа, 1982.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (31KB)
3.

Download (34KB)
4.

Download (57KB)
5.

Download (224KB)
6.

Download (74KB)
7.

Download (364KB)
8.

Download (78KB)

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».