Characteristics of discharge in crossed ЕxН fields near breakdown curve in acceleration and plasma regime

Abstract

In the present study the characteristics of discharge in crossed EH fields in acceleration and plasma regimes have been researched at low voltages near the breakdown curve. The new experimental data for current-voltage characteristic and their dependence on argon pressure and magnetic fields strength are presented. It is shown that initial stage of the current-voltage characteristic in acceleration and plasma regime are quite similar and correspond to regime with “oscillating” electrons. The theoretic model based on the energy balance of electrons in plasma regime is presented as well as the comparison of the theory with the experiment. The obtained results may be useful for further development of magnetron sputtering systems and plasma accelerators with closed electrons drift.

Исследованы характеристики разряда в скрещенных ЕxН полях в ускорительном и плазменном режимах вблизи порога зажигания. Получены новые экспериментальные данные для вольт-амперных характеристик и их зависимости от давления и напряженности магнитного поля. Показано, что стартовые участки вольт- амперных характеристик в ускорительном и плазменном режимах идентичны и соответствуют режиму с «осциллирующими» электронами. Также представлена теоретическая модель на основе энергетического баланса электронов и проведено сравнение с экспериментом. Полученные результаты представляют интерес для дальнейшего развития магнетронных распылительных систем и плазменных ускорителей с замкнутым дрейфом электронов.

Досліджено характеристики розряду в схрещених ЕxН полях у прискорювальному та плазмовому режимах поблизу порогу запалювання. Отримано нові експериментальні дані для вольт-амперних характеристик та їх залежності від тиску та сили магнітного поля. Показано, що стартові участки вольт- амперних характеристик у прискорювальному та плазмовому режимах ідентичні і відповідають режиму з «осцилюючими» електронами. Також представлено теоретичну модель на базі енергетичного балансу електронів та проведено порівняння з експериментом. Отримані дані будуть корисні для подальшого розвитку магнетронних розпилювальних систем та плазмових прискорювачів з замкнутим дрейфом електронів.