Рефераты по Физике

Исследование систем возбуждения эксимерных лазеров на основе LC-контура

Страница 8

Отметим большой разброс данных. Сечение прилипания электрона к молекуле хлора как функция энергии электрона представлено на рис.14,а. Наблюдаемый резонанс при малых энергиях электрона свидетельствует о пересечении терма автораспадного состояния Сl-2 (2Σ+u) и молекулярного терма, что противоречит данным табл.1. Зависимость от энергии для константы скорости прилипания электрона к молекуле фтора приведена на рис.14,б).

В заключении отметим, что концепция прилипания электронов к молекулам через образование автораспадных состояний существует несколько десятилетий и является основой для понимания этих процессов. Экспериментальные исследования привели к более глубокому представлению об этих процессах и позволили проанализировать процессы прилипания электрона не только к газовым молекулам, но и к другим атомным системам, включающим комплексы, кластеры и пленки. Поэтому современные знания о процессах прилипания электрона могут быть полезны для анализа различных явлений на границе плазмы и поверхности, а также на поверхности частицы, находящейся в плазме.

Прилипание электронов к двухатомным молекулам

а) б)

Сечение диссоциативного прилипания электрона

к молекуле хлора – а).

Константа скорости диссоциативного прилипания электрона

к молекуле фтора по данным разных работ – б).

Рис.14

3. Динамика предыонизации.

Прилипание электрона к молекулам, носит чрезвычайно сложный характер и протекает, как упоминалось выше через образование автораспадных состояний полной системы. В связи с резонансной природой такие процессы характеризуются большими сечениями или константами скоростей и поэтому представляют интерес для различных плазменных систем. Процесс прилипания электрона используется в эксимерных лазерах и эксилампах для быстрого получения атомов фтора и хлора из различных галогенсодержащих молекул. Сечение прилипания электронов к молекуле HCl зависит от ее колебательного состояния (см. Табл.2).

Процесс возбуждения молекулы HCl в активной среде в (к основным электродам не приложено напряжение и действует только стационарный источник предыонизации) описывается следующей системой кинетических уравнений: (21)

где k0a, k1a, k2a – скоростные коэффициенты диссоциативного прилипания прилипания электрона к молекуле в разных колебательных состояниях, соответственно ν=0, ν=1, ν=2. Cкоростные коэффициенты возбуждения электронами колебательных уровней молекулы и основного состояния обозначены как k01, k02. Производительность источника прдыонизации считается постоянной и равной I. Ne, No, N1, N2 концетрации электронов и HCl. Скорость рекомбинации – γ. Допускалось, что средняя энергия электронов постоянна и скоростные коэффициенты брались из работы [29-31]. Для упрощения во внимание принимались только наиболее интенсивные каналы возбуждения колебательных состояний молекулы HCl. Эффективная частота прилипания η при этом зависит от времени и равна:

η(t)= (22)

Система уравнений (21) решалась численно с помощью стандартных программ MathCad. При этом использовались величина концентрации HCl типичная для эксимерных лазеров. На рис.15-17 представлены зависимости от времени концентраций электронов и молекул HCl в разных колебательных состояниях. Температура газа считалась равной Т=300 К и поэтому начальные концентрации молекулы HCl в возбужденных колебательных состояниях брались равными:

Кинетика предыонизации

a)

б)

Парциальное давление HCl: 1торр(а); 2 торр(б). Производительность источника предыонизации I=3.6∙1014 (см∙с)-1.

Рис.15

Кинетика предыонизации

а)

б)

Парциальное давление HCl: 4торр(а); 8 торр(б). Производительность источника предыонизации I=3.6∙1014 (см∙с)-1.

Рис.16

Кинетика предыонизации

а)

б)

Парциальное давление HCl: 1торр. Производительность источника предыонизации I=14.4∙1014 (см3∙с)-1.

Рис.17

; (23)

Величина колебательного кванта для молекулы HCl составляет 0.37 эВ. N0 определялось начальной концентрацией HCl.

Результаты численных расчетов показывают, что концентрация электронов примерно через 100 нс выходит на стационарный уровень (I/η), причем частота прилипания определяется только концентрацией молекул HCl в основном колебательном состоянии. Для получения концентрации электронов предыонизации ~ 108 см-3 необходимо обеспесчить производительность источника предыонизации ~ 14.4∙1014 (см3∙с)-1 при концентрации молекул HCl ~ 3.3∙1016 см-3. На рис.18 представлены зависимость концентрации электронов достигаемой за 100 нс от парциального давления HCl и производительности источника предыонизации.

Перейти на страницу:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10