Zur mikrophysikalischen Beschreibung des schwachionisierten Säulenplasmas von Glimmentladungen in Stickstoff‐Neon‐Gemischen III. Bilanzierung des Säulenplasmas und Berechnung seiner inneren Parameter

Abstract Ausgehend von der Analyse der elektronenkinetischen Eigenschaften des Stickstoff‐Neon‐Gemisches [1, 2] werden für stromschwache Säulenplasmen solcher Gemische die Bilanzen der das globale Säulenverhalten bestimmenden Ionenarten und angeregten Spezies formuliert. Mittels einer simultanen Lösung dieser Bilanzen zusammen mit der Boltzmann‐Gleichung der Elektronen des Gemisches, der Strombilanzgleichung und der Quasineutralitätsbeziehung wird die Entladungsstrom‐ und Druckabhängigkeit des axialen Säulengradienten, des Ionisierungsgrades und der Konzentration der angeregten Neon‐Atome und der Ionenarten für beliebige Zusammensetzung des N 2 ‐Ne‐Gemisches berechnet. Bei der Ermittlung der Strom‐ und Druckabhängigkeit der Säuleneigenschaften werden die Bereiche 0,5 mA‐13,5 mA und 0,37 Torr‐3,7 Torr erfaßt. Ein für den axialen Säulengradienten vorgenommener Vergleich theoretisch berechneter Ergebnisse mit dem Experiment führt zu einer guten Übereinstimmung im Gebiet störungsfreier Säulenplasmen. Große Bedeutung in der Ladungsträgererzeugung kommt in dem untersuchten Gemisch der Ionisation der Stickstoffmoleküle durch Stöße mit den metastabilen Neonatomen (Penning‐Ionisation) zu. Ausgehend von experimentell bestimmten Säulengradienten wurde die Stoßrate z p für die Penning‐Ionisation ermittelt. Es ergab sich ein gegenüber früheren Untersuchungen [9] etwas kleinerer Wert von z p = 3 · 10 −11 cm 3 s −1 .