О структуре неравновесного электродного СВЧ-разряда в азоте

Оптическим и зондовым методами исследована структура электродного СВЧ-разряда в азоте при давлении $1$ Тор и падающих мощностях до $500$ Вт в условиях, когда размеры плазменного образования значительно меньше размеров разрядной камеры. Показано, что разряд имеет шаровую структуру и яркую светящуюся пленку у поверхности электрода. Это совпадает со структурой, полученной в разряде в водороде. Наблюдаемые отличия, в частности более симметричная форма разряда относительно конца электрода, могут быть связаны с разными механизмами ионизации и возбуждения в разрядах в водороде и азоте. В последнем существенна роль возбужденных частиц, что ведет к возможности существования разряда в области меньших полей. Измерения двойным зондом показали, что ВАХ смещена по оси напряжений и проходит через нуль тока при ненулевом напряжении. Это может быть интерпретировано как присутствие в плазме постоянных полей. Этот сдвиг слабо зависит от радиального положения зонда внутри разряда, резко уменьшается на его границе и отсутствует вне светящейся шаровой области плазмы. Причиной появления таких полей может быть нелинейное взаимодействие СВЧ-поля с плазмой. Постоянное поле может оказаться определяющим фактором в образовании шаровой структуры. Известны факты появления шаровых структур при приложении постоянного напряжения к электродам в плазме. Измерения разности потенциалов между антенной и зондом, помещенным в плазму, показали, что она имеет порядок $kT_e$ и слабо растет с увеличением падающей мощности. Этим объясняется отсутствие интенсивной ионной бомбардировки и распыления электрода в плазме СВЧ-разряда.