Рассмотрена пространственно-однородная задача о поведении примеси ионов в фоновом газе после включения гармонического электрического поля с произвольными параметрами для различных законов взаимодействия частиц. Уравнение Больцмана решено модифицированным моментным методом. Изучены ионная функция распределения и ее первые моменты. Показано, что универсальные аналитические выражения для плотности тока и энергии ионов, полученные нами ранее в случае малого отношения амплитуды поля к его частоте, имеют значительно более широкую область применения. ВведениеТеоретическое исследование движения малой примеси заряженных частиц в различных газах при наличии электрических полей проводилось, начиная с середины двадцатого века [1][2][3]. Особенно активно оно развива-лось на протяжении последних 40 лет. Актуальность ис-следований обусловлена получением различных экспе-риментальных результатов (экспериметны с дрейфовы-ми трубками и разрядами), которые требовали надеж-ного теоретического описания [4], а также развитием различных технологий (плазменная обработка матери-алов, спектрометрия ионной подвижности, разработка детекторов излучения) [5,6].Если кинетический подход к описанию движения элек-тронов достаточно развит [7,8], то для ионов применяют либо упрощенные модели уравнения Больцмана [9], либо численное моделирование методом Монте-Карло [10]. Эти подходы позволяют весьма приближенно исследо-вать физические моменты и не дают надежных сведений о функции распределения, особенно в области больших скоростей.Одним из наиболее продуктивных методов кинети-ческого описания оказался моментный метод решения уравнения Больцмана и его модификации [11,12]. Этот метод заключается в разложении функции распределе-ния (ФР) ионов по системе ортогональных полиномов и последующем преобразовании уравнения Больцма-на к системе линейных дифференциальных уравнений. Основной сложностью при применении моментного метода является расчет матричных элементов (МЭ) интеграла столкновений. В известных нам работах в основном рассматриваются либо малое число членов разложения ФР Настоящая работа является продолжением рабо-ты [20], где изучалась эволюция примеси ионов в соб-ственном газе в переменном высокочастотном электри-ческом поле при условии малости отношения амплитуды поля к его частоте. Рассматривались различные зако-ны взаимодействия ионов с атомами. Использовалась введенная нами ранее специальная нормировка, в ко-торой безразмерная подвижность в слабом постоянном электрическом поле равна единице. Показано, что в этой нормировке зависимости от времени плотности электрического тока и приобретаемой ионами полной энергии становятся универсальными и не зависят от сечения взаимодействия.В настоящей работе рассматриваются гармонические поля произвольной амплитуды и частоты. Применяется модифицированный моментный метод с температурой базиса, определенным образом зависящей от времени, и особым способом построения модифицированных линей-ных МЭ. В большом диапазоне изменения параметров поля нами изучены эволюция функции распределения, а также зависимости пло...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.