Моделирование влияния полевой электронной эмиссии из катода с тонкой диэлектрической пленкой на его распыление в газовом разряде в смеси аргона и паров ртути

Предложена модель слаботочного газового разряда в смеси аргона и паров ртути при наличии на поверхности катода тонкой диэлектрической пленки. Модель учитывает, что в такой смеси существенный вклад в ионизацию рабочего газа может давать ионизация атомов ртути при их столкновениях с метастабильными возбужденными атомами аргона. В разряде на поверхности пленки накапливаются положительные заряды, создающие в диэлектрике электрическое поле, достаточное для возникновения полевой эмиссии электронов из металлической подложки электрода в диэлектрик. Такие электроны ускоряются в пленке полем и могут выходить из нее в разрядный объем. В результате увеличивается эффективный коэффициент ионно-электронной эмиссии катода. Рассчитаны температурные зависимости характеристик разряда и показано, что вследствие быстрого уменьшения при снижении температуры концентрации паров ртути в смеси увеличиваются напряженность электрического поля в разрядном промежутке и разрядное напряжение. Наличие на катоде тонкой диэлектрической пленки может приводить к улучшению его эмиссионных свойств и существенному снижению разрядного напряжения. Это обусловливает уменьшение энергии ионов и атомов, бомбардирующих поверхность катода и, следовательно, интенсивности распыления катода в разряде.