Потенциал - зонд
Cтраница 3
Приведенные выше результаты дают возможность сделать вывод, что примененный способ исследования изменения потенциала зонда в зависимости от расстояния до поляризуемого электрода может быть использован как экспериментальный метод определения толщины диффузионного слоя в процессе электроосаждения металлов из комплексных электролитов, в которых наблюдается значительная концентрационная поляризация. [31]
В растворе сульфата меди ( кривая 2), как и следовало ожидать, изменение потенциала зонда с уменьшением расстояния происходит в несравнимо меньшей степени, а разница между потенциалами обоих электродов на минимальном расстоянии составляет около 20 мв, т.е. около 80 % исходной величины. [32]
Экстраполяция ионного тока по прямой несколько произвольна и не может быть правильной на большом протяжении, так как при потенциале зонда, равном потенциалу окружающего газа, ионный ток должен быть равен нулю. Рожан-ский предложил производить экстраполяцию по параболе. Однако экстраполяция по параболе также произвольна, так как можно провести целый ряд парабол, одинаково хорошо совпадающих с экспериментальными точками кривой, в некотором интервале значений ионного тока на зонд. Пользоваться экстраполяцией по прямой проще, тем более, что поправка на ионный тек существенна только в самом начале кривой электронного тока, где этот ток одного порядка величины с ионным током. Поэтому для нахождения ie и п0 необходимо определить площадь свободной поверхности зонда, соприкасающейся с газом. [33]
Однако вследствие наличия конечной начальной скорости вылета электронов из раскаленного зонда ток эмиссии электронов станет равным нулю только тогда, когда потенциал зонда несколько превысит это значение потенциала ( примерно на один вольт), что вносит небольшую ошибку в результаты измерения. Если при помощи электростатическг го вольтметра измерить разность потенциалов между цепью зонда и заземленным электродом установки, то можно судить о потенциале исследуемого поля, где расположен зонд, по отношению к заземленному электроду. Помещая зонд в различные точки электрического поля, получают картину распределения потенциала. [34]
 |
Вольтамперная характеристика двойного зонда для Jy Mj к. Гда. [35] |
Если в исследуемой плазме отсутствует опорный электрод, находящийся в хорошем контакте с плазмой ( электрод, относительно которого может быть задан потенциал зонда), то для определения параметров плазмы используется метод двойных зондов. Ясно, что применении двойных зондов оказывается особенно привлекательным в таких ситуациях, как исследование ионосферы, или при изучении безэлектродных высокочастотных разрядов в камерах с изолирующими стенками. Конструктивно двойной зонд - это пара ленгмюровских зондов, в простейшем случае тождественных по размерам и форме и изготовленных из одина - кового материала. Вся система находится под плавающим потенциалом относительно плазмы. В силу требований, налагаемых законом Кирхгофа, ток в цепи зонда всегда ограничен по величине ионным током насыщения. Поэтому возмущения, вносимые зондом в плазму, минимальны. Простой анализ вольтамперной характеристики при стандартных допущениях о максвелловском распределении позволяет определить электронную температуру плазмы и найти электронную плотность. [36]
Около зонда существует поле, близкое к полю цилиндрического конденсатора; абсолютная величина напряженности этого поля в каждой точке пропорциональна разности между потенциалом зонда и потенциалом газа при отсутствии зонда. Ионы двигаются из газа по направлению к зонду, и в цепи последнего возникает ток. Вследствие отсасывания ионов зондом концентрация их около зонда уменьшается. [37]
Экстраполяция ионного тока по пунктирной прямой на рисунке 133 несколько произвольна и не может быть правильной на большом протяжении, так как при потенциале зонда, равном потенциалу окружающего газа, ионный ток должен быть равен нулю. Рожанский предложил [1024] производить экстраполяцию по параболе. [38]
Чтобы получить более точное представление о характере движения положительных ионов в плазме и об особенностях распределения скоростей среди них, необходимо было бы подробнее изучить ионные токи при потенциалах зонда, близких к потенциалу пространства. Эти точки, однако, перекрываются гораздо большими электронными токами. Попытка решить задачу, отклонив электронные токи действием магнитного поля, потерпела неудачу, так как магнитное поле существенно нарушает режим плазмы. [39]
Для того чтобы получить более точное представление о характере движения положительных ионов и об особенностях распределения скоростей среди них, необходимо было бы подробнее изучить ионные токи при потенциалах зонда, близких к потенциалу пространства. Эти токи, однако, перекрываются гораздо большими электронными токами. Попытка решить задачу, отклонив электронные токи действием магнитного поля, потерпела неудачу, так как магнитное поле существенно нарушает режим плазмы. [40]
 |
Типичная вольтамперная характеристика зонда. [41] |
Ионный ток в области / в широких пределах сохраняет постоянное значение; это понятно: диффузионный поток полностью определяется параметрами плазмы ( плотностью п, скоростью ионов vt ] и ему нет дела до потенциала зонда. Что же все-таки происходит при изменении этого потенциала. [42]
При уменьшении потенциала зонда не все электроны могут достигать его поверхности благодаря существованию потенциального барьера, и число электронов, имеющих энергию, достаточную для достижения зонда, пропорционально множителю exp ( eVp / kTe), где Vp - потенциал зонда и Те - электронная температура. Когда потенциал зонда становится достаточно отрицательным, ток зонда меняет знак, потому что в этом случае на зонд собираются только ионы. [43]
Поэтому вместо плоских зондов часто используют цилиндрические или накаливаемые зонды. Если потенциал зонда превышает плазменный потенциал, то зонд поглощает электроны; в противном случае имеет место эмиссия электронов с зонда. Накаливаемый зонд может быть использован и для измерений вне плазменного столба, например в области катодного падения потенциала тлеющего разряда, а также в свободных от носителей заряда объемах. [45]
Страницы: 1 2 3 4 5