The plasma–sheath transition in low temperature plasmas: on the existence of a collisionally modified Bohm criterion
The plasma–sheath transition in low temperature plasmas: on the existence of a collisionally modified Bohm criterion
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低温等离子体中的等离子体鞘转变：关于碰撞修正玻姆准则的存在
DOI：
10.1088/0022-3727/44/4/042002
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发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
R.P. Brinkmann
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
R.P. Brinkmann
本文研究了任意碰撞水平下稳态低温等离子体中的等离子体鞘层转变。所研究的模型包含一个单一的离子物种的连续性和运动方程，玻尔兹曼的平衡的电子和泊松方程的字段。假设电子德拜长度λ D小于离子梯度长度l= ni/（λ ni/λ dx），建立了离子密度ni与变换后的空间坐标q= λ ni dx的一阶微分方程.这个新的鞘层方程的一个特点是一个内部奇点的鞍点型分离的耗尽场占主导地位的鞘层部分的解决方案的双极扩散控制等离子体。这个奇异性的属性，使我们能够定义，在一个非任意的方式，碰撞修改玻姆标准恢复玻姆的原始表达式中的碰撞限制，但也仍然有意义的碰撞时，包括在内。
The plasma–sheath transition in stationary low temperature plasmas is investigated for arbitrary levels of collisionality. The model under study contains the equations of continuity and motion for a single ion species, Boltzmann's equilibrium for the electrons and Poisson's equation for the field. Assuming that the electron Debye length λ D is small compared with the ion gradient length l= n i/(∂ n i/∂ x), a first order differential equation is established for the ion density n i as a function of the transformed spatial coordinate q=∫ n i dx. A characteristic feature of this novel sheath equation is an internal singularity of the saddle point type which separates the depletion-field dominated sheath part of the solution from the ambipolar diffusion-controlled plasma. The properties of this singularity allow us to define, in a nonarbitrary way, a collisionally modified Bohm criterion which recovers Bohm's original expression in the collisionless limit but also remains meaningful when collisions are included.
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V. Godyak
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