Positive ion motion in cathode sheath of glow discharge in N₂O

Abstract

It is established which of the Child-Langmuir collision law versions is most appropriate for describing the processes in the cathode sheath in the N₂O. At low pressure (up to 0.3 Torr) the Child-Langmuir law version relating to the constant ion mobility holds. At N₂O pressure values starting from 0.75 Torr and above, one have to employ the law version for which it is assumed that the ion mean free path within the cathode sheath is constant. In the intermediate pressure range (between 0.3 and 0.75 Torr) neither of the Child-Langmuir law versions gives a correct description of the cathode sheath of the glow discharge in the N₂O.

З'ясовано, який із законів Чайльда-Ленгмюра із зіткненнями найбільш придатний для опису процесів у катодному шарі в N₂O. Показано, що при низькому тиску (аж до 0.3 Торр) для опису процесів у катодному шарі можна застосувати закон Чайльда-Ленгмюра з постійною рухливістю іонів. При тиску N₂O, починаючи з 0.75 Торр і вище, потрібно використовувати закон, в якому зберігається постійною довжина вільного про- бігу іонів у катодному шарі. У проміжній області тиску (між 0.3 і 0.75 Торр) жоден із законів Чайльда- Ленгмюра не описує коректно катодний шар тліючого розряду в N₂O.

Выяснено, какой из столкновительных законов Чайльда-Ленгмюра наиболее пригоден для описания процессов в катодном слое в N₂O. Показано, что при низких давлениях (вплоть до 0.3 Торр) для описания процессов в катодном слое применим столкновительный закон Чайльда-Ленгмюра для постоянной подвижности ионов. При давлениях N₂O, начиная с 0.75 Торр и выше, нужно использовать закон, в котором предполагается постоянной длина свободного пробега ионов в катодном слое. В промежуточной области давлений (между 0.3 и 0.75 Торр) ни один из законов Чайльда-Ленгмюра не описывает корректно катодный слой тлеющего разряда в N₂O.