Langmuir probe in ion-beam plasma: theory VS experiment

Abstract

The paper is devoted to experimental verification of theoretical model of Langmuir probe operation in ion-beam plasma. The mathematical model of single cylindrical Langmuir probe describes dependence of ion current gathered by the probe on the basic parameters of ion-beam plasma. The model covers wide parameters range of the ion-beam plasma, particularly the whole range typical for technological ion-beam systems. The comparison of the results of numerical calculations with the experimental measurement results confirms high reliability of the model in wide range of parameters excluding the case of very low ion beam energy.

Статья посвящена экспериментальной проверке теоретической модели, описывающей работу зонда Ленгмюра ионно-пучковой плазме. Математическая модель одиночного цилиндрического зонда Ленгмюра описывает зависимость ионного тока на зонд от основных параметров ионнопучковой плазмы. Модель охватывает широкий спектр параметров ионно-пучковой плазмы, в частности, параметры, типичные для технологических ионно-лучевых систем. Сравнение результатов численных расчетов с экспериментальными результатами подтверждает высокую достоверность этой модели в широком диапазоне параметров за исключением случая очень низкой энергии пучка ионов.

Статтю присвячено експериментальній перевірці теоретичної моделі роботи зонда Ленгмюра в іонно-пучковій плазмі. Математичнамодель одиночного циліндричного зондаЛенгмюра описує залежність іонного струму на зонд від основних параметрів іонно-пучкової плазми. Модель охоплює широкий спектр параметрів іонно-пучкової плазми, зокрема, параметри, що є типовими для технологічних іонно-променевих систем. Порівняння результатів чисельних розрахунків з експериментальними результатами підтверджує високу достовірність цієї моделі в широкому діапазоні параметрів за винятком випадку дуже низької енергії пучка іонів.