npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562925060053FUBIFBnpe-611Research ArticleФизика газового разряда и плазмыGas Discharge and Plasma PhysicsПРОФИЛИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ ДО И ПОСЛЕ АНОДА В РАЗРЯДЕ С ПОЛЫМ КАТОДОМELECTRON CONCENTRATION DISTRIBUTION PROFILES BEFORE AND AFTER THE ANODE IN A HOLLOW CATHODE DISCHARGEБернацкийА. В.BernatskiyA. V.ДрагановИ. И.DraganovI. I.ЛагуновВ. В.LagunovV. V.ОчкинВ. Н.OchkinV. N.Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наукРоссияLebedev Physical Institute of the Russian Academy of SciencesRussian FederationФизический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)РоссияLebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)Russian Federation202616042026171111116Copyright © Бернацкий А.В., Драганов И.И., Лагунов В.В., Очкин В.Н., 20262026Бернацкий А.В., Драганов И.И., Лагунов В.В., Очкин В.Н.Bernatskiy A.V., Draganov I.I., Lagunov V.V., Ochkin V.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/611

В тлеющем разряде, поддерживаемом полым катодом и сетчатым анодом, впервые получены трехмерные распределения параметров электронной компоненты плазмы методом зонда Ленгмюра как в объеме разряда, так и в пост анодной плазме. Экспериментально установлено, что анодное свечение, формирующееся в условиях разряда в настоящей работе, полностью окружает анод. Предложен механизм формирования плазмы за анодом, когда большая часть электронов облетает анод, тем самым существуют криволинейные траектории движения электронов в разряде, которые обеспечивают их попадание на анод с обратной по отношению к катоду стороны.

In a glow discharge supported by a hollow cathode and a mesh anode, three-dimensional distributions of the parameters of the electronic component of the plasma were obtained for the first time by the Langmuir probe method both in the discharge volume and in the post-anode plasma. It has been experimentally established that the anode glow formed under discharge conditions in this work completely surrounds the anode. A mechanism for plasma formation behind the anode is proposed, when most of the electrons fly around the anode, thus there are curved trajectories of electron movement in the discharge, which ensure their entry into the anode from the opposite side to the cathode.

полый катоданодное свечениеанодное пятнозонды Ленгмюраконцентрация электроновhollow cathodeanode glowanode spotLangmuir probeselectron concentrationReferencesRane R., Chauhan S., Bharathi P., Nigam K., Bandyopadhyay P., Mukherjee S. // Phys. Plasmas. 2018. V. 25. P. 093509. https://doi.org/10.48550/arXiv.1808.09646Rane R., Chauhan S., Bharathi P., Nigam K., Bandyopadhyay P., Mukherjee S. // Phys. Plasmas. 2018. V. 25. P. 093509. https://doi.org/10.48550/arXiv.1808.09646Москалев Б.И. Разряд с полым катодом. 1969. Москва: Энергия.Москалев Б.И. Разряд с полым катодом. 1969. Москва: Энергия.Baggio-Scheid V.H., Neri J.W., de Vasconcelos G. // Surf. Coat. Technol. 2001. V. 146. P. 469–473. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(01)01458-XBaggio-Scheid V.H., Neri J.W., de Vasconcelos G. // Surf. Coat. Technol. 2001. V. 146. P. 469–473. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(01)01458-XBarankova H., Bardos L. // Surf. Coat. Technol. 2001. V. 146. P. 486–490. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(01)01376-7Barankova H., Bardos L. // Surf. Coat. Technol. 2001. V. 146. P. 486–490. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(01)01376-7Kozec D., Engemann J., Mildner M., Theirich N.B. // Surf. Coat. Technol. 1997. V. 93. P. 128–133. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(97)00022-4Kozec D., Engemann J., Mildner M., Theirich N.B. // Surf. Coat. Technol. 1997. V. 93. P. 128–133. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(97)00022-4Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Draganov I.I., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Plasma Phys. Rep. 2022. V. 27. P. 1273– 1287. https://doi.org/10.1134/S1063780X22601043Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Draganov I.I., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Plasma Phys. Rep. 2022. V. 27. P. 1273– 1287. https://doi.org/10.1134/S1063780X22601043Mott-Smith H.M., Langmuir I. // Phys. Rev. 1926. V. 28. P. 727. https://doi.org/10.1103/PhysRev.28.727Mott-Smith H.M., Langmuir I. // Phys. Rev. 1926. V. 28. P. 727. https://doi.org/10.1103/PhysRev.28.727Druyvesteyn M.J. // Z. Phys. 1930. V. 64. P. 781–798. https://doi.org/10.1007/BF01773007Druyvesteyn M.J. // Z. Phys. 1930. V. 64. P. 781–798. https://doi.org/10.1007/BF01773007Mott-Smith Jr. H. Electrical Discharge. 1961. P. 23–98. https://doi.org/10.1016/B978-1-4831-9909-2.50012-6Mott-Smith Jr. H. Electrical Discharge. 1961. P. 23–98. https://doi.org/10.1016/B978-1-4831-9909-2.50012-6Bernatskiy A.V., Draganov I.I., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Plasma Chem. Plasma Process. 2024. V. 44. P. 651–666. https://doi.org/10.1007/s11090-023-10378-zBernatskiy A.V., Draganov I.I., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Plasma Chem. Plasma Process. 2024. V. 44. P. 651–666. https://doi.org/10.1007/s11090-023-10378-zAndreev S.N., Bernatskiy A.V., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Plasma Phys. Rep. 2023. V. 49. P. 1031– 1037. https://doi.org/10.1134/S1063780X23600846Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Plasma Phys. Rep. 2023. V. 49. P. 1031– 1037. https://doi.org/10.1134/S1063780X23600846Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Ochkin V.N. // Plasma Chem. Plasma Process. 2021. V. 41. P. 659–672. https://doi.org/10.1007/s11090-020-10137-4Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Ochkin V.N. // Plasma Chem. Plasma Process. 2021. V. 41. P. 659–672. https://doi.org/10.1007/s11090-020-10137-4Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Plasma Sources Sci. Technol. 2022. V. 31. P. 105016. https://doi.org/10.1088/1361-6595/ac9750Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Plasma Sources Sci. Technol. 2022. V. 31. P. 105016. https://doi.org/10.1088/1361-6595/ac9750Rubens S.M., Henderson J.E. // Phys. Rev. 1940. V. 58. P. 446. https://doi.org/10.1103/PhysRev.58.446Rubens S.M., Henderson J.E. // Phys. Rev. 1940. V. 58. P. 446. https://doi.org/10.1103/PhysRev.58.446Baalrud S.D., Longmier B., Hershkowitz N. // Plasma Sources Sci. Technol. 2009. V. 18. P. 035002. https://doi.org/10.1088/0963-0252/18/3/035002Baalrud S.D., Longmier B., Hershkowitz N. // Plasma Sources Sci. Technol. 2009. V. 18. P. 035002. https://doi.org/10.1088/0963-0252/18/3/035002Baalrud S.D., Scheiner B., Yee B.T., Hopkins M.M., Barnat E. // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29. P. 053001. https://doi.org/10.1088/1361-6595/ab8177Baalrud S.D., Scheiner B., Yee B.T., Hopkins M.M., Barnat E. // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29. P. 053001. https://doi.org/10.1088/1361-6595/ab8177Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Ochkin V.N. // Vacuum. 2022. V. 206. P. 111514. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2022.111514Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Ochkin V.N. // Vacuum. 2022. V. 206. P. 111514. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2022.111514Bernatskiy A.V., Draganov I.I., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Vacuum. 2024. V. 226. P. 113338. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2024.113338Bernatskiy A.V., Draganov I.I., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Vacuum. 2024. V. 226. P. 113338. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2024.113338Chauhan S., Ranjan M., Bandyopadhyay M., Mukherjee S. // Phys. Plasmas. 2016. V. 23. P. 013502. https://doi.org/10.1063/1.4939029Chauhan S., Ranjan M., Bandyopadhyay M., Mukherjee S. // Phys. Plasmas. 2016. V. 23. P. 013502. https://doi.org/10.1063/1.4939029Грановский В.Л. Электрический ток в газах. Т. 1: Общие вопросы электродинамики газов. 1952. Москва, Ленинград: Гос. изд-во технико-теорет. лит.Грановский В.Л. Электрический ток в газах. Т. 1: Общие вопросы электродинамики газов. 1952. Москва, Ленинград: Гос. изд-во технико-теорет. лит.Bernatskiy A.V., Draganov I.I., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Lagunov V.V., Ochkin V.N. // Plasma Chem. Plasma Process. 2025. V. 45. P. 993–1009. https://doi.org/10.1007/s11090-025-10552-5Bernatskiy A.V., Draganov I.I., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Lagunov V.V., Ochkin V.N. // Plasma Chem. Plasma Process. 2025. V. 45. P. 993–1009. https://doi.org/10.1007/s11090-025-10552-5Bernatskiy A.V., Draganov I.I., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Lagunov V.V., Ochkin V.N. // Phys. Rev. E. 2025. V. 112. P. 025204. https://doi.org/10.1103/hfnf-92bqBernatskiy A.V., Draganov I.I., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Lagunov V.V., Ochkin V.N. // Phys. Rev. E. 2025. V. 112. P. 025204. https://doi.org/10.1103/hfnf-92bq

The authors declare that there are no conflicts of interest present.