Влияние электронных комплексов на ток коронного разряда в криогенном гелии

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Сверхкритический газообразный гелий при температуре 7 и 11 К возбуждался коронным разрядом при отрицательных высоких напряжениях. Разряд поддерживался электронами, созданными у катода и движущимися к аноду через плотный газ. Проведены измерения тока коронного разряда при фиксированной температуре газа с изменением его давления. При низкой плотности газа ток разряда был бо́льшим. В этом режиме электроны свободны и обладают высокой подвижностью. По мере увеличения давления ток коронного разряда резко уменьшался. При высокой плотности газа измерен слабый ток 100 нА в результате низкой подвижности электронов из-за их локализации. Такое резкое уменьшение тока разряда наблюдалось при температурах 7 и 10 К и давлениях 0.2–0.4 МПа. Были измерены и проанализированы вольт-амперные характеристики разряда. Показано, что в этих условиях подвижность электронов уменьшается на три порядка. Переход от разряда со свободными электронами в состояние с локализованными электронами происходит в сверхкритическом газе в узком диапазоне давлений и объясняется квантово-механической природой электронов.

全文:

受限制的访问

作者简介

N. Bonifaci

Laboratoire G2Elab CNRS & Joseph Fourier University

Email: atrazhev@yandex.ru
法国, Grenoble

Z.-L. Li

Laboratoire G2Elab CNRS & Joseph Fourier University

Email: atrazhev@yandex.ru
法国, Grenoble

A. Denat

Laboratoire G2Elab CNRS & Joseph Fourier University

Email: atrazhev@yandex.ru
法国, Grenoble

В. Атражев

Институт высоких температур РАН

编辑信件的主要联系方式.
Email: atrazhev@yandex.ru
俄罗斯联邦, Москва

参考

  1. Храпак А.Г., Якубов И.Т. Электроны в плотных газах и плазме. М.: Наука, 1981. 282 с.
  2. Атражев В.М., Якубов И.Т. Электроны в плотных газах и жидкостях // ТВТ. 1980. Т. 18. № 6. С. 1292.
  3. Levine J., Sanders T.M. Anomalous Electron Mobility and Complex Negative Ion Formation in Low-temperature Helium Vapor // Phys. Rev. Lett. 1962. V. 8. № 4. P. 159.
  4. Levine J., Sanders T.M. Mobility of Electrons in Low-temperature Helium Gas // Phys. Rev. 1967. V. 154. № 1. P. 138.
  5. Harrison H.R., Sander L.M., Springett B.E. Electron Mobility and Localization in Dense 4He Gas // J. Phys. B. 1973. V. 6. № 4. P. 908.
  6. Sigmond R.S. The Unipolar Corona Space Charge Flow Problem // J. Electrostatics. 1986. V. 18. P. 249.
  7. Goldman M., Goldman A., Sigmond R.S. The Corona Discharge, Its Properties and Specific Uses // Pure and Applied Chemistry. 1985. V. 57. № 9. P. 1353.
  8. Coelho R., Debeau J. Properties of the Tip-plane Configuration // J. Phys. D. 1971. V. 4. P. 1266.
  9. Sigmond R.S. Simple Approximate Treatment of Unipolar Space Charge Dominated Coronas: The Warburg Law and the Saturation Current // J. Appl. Phys. 1982. V. 53. P. 891.
  10. Bonifaci N., Denat A. Negative Corona Discharge in Supercritical Helium // Conf. Records of the 12th Int. Conf. on Conduction and Breakdown in Diel. Liquids. Rome, July 15–19, 1996. P. 37.
  11. Li Z., Bonifaci N., Denat A., Atrazhev V.M. Negative Corona Discharge in Liquid Helium // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2006. V. 13. № 3. P. 624.
  12. Li Z., Bonifaci N., Denat A., Atrazhev V.M., Atrazhev V.V. Ionization and Charge Transport Phenomena in Liquid Helium Induced by Corona Discharge // J. Electrostatics. 2008. V. 66. № 5–6. P. 263.
  13. Borghesani A.F. Accurate Electron Drift Mobility Measurements in Moderately Dense Helium Gas at Several Temperatures // Atoms. 2021. № 9. P. 52.
  14. NIST. http://webbook.nist.gov/chemistry/
  15. Jahnke J., Silver M., Hermandes J.P. Mobility of Excess Electrons and O–2 Formation in Dense Fluid Helium // Phys. Rev. B. 1975. V. 12. № 8. P. 3420.
  16. Fermi E. Sopra lo spostamento per pressione delle rigne elevate delle rigne elevate delle serie specttrali // Nuovo Cim. 1934. V. 11. № 2. P. 157.
  17. Hernandez J.P. Self-trapped States of an Electron in a Structurally Disorder Systems // Phys. Rev. A. 1973. V. 7. № 5. P. 1755.
  18. Храпак А.Г., Якубов И.Т. К теории пузырькового состояния электрона в плотных газах // ТВТ. 1973. Т. 11. № 5. С. 1115.
  19. Лифшиц И.М. Теория флуктуационных уровней в неупорядоченных системах // ЖЭТФ. 1968. Т. 53. № 2. С. 743.
  20. Atrazhev V.M. Delocalization of Electrons in Dense Helium Gas by External Electric Field // J. Phys. D: Appl. Phys. 1984. V. 17. № 5. P. 889.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Electron mobility in helium depending on the gas density at the saturation line [4] (1) and at temperatures [5]: 2 – 4.2 K, 3 – 7.3, 4 – 11.6.

下载 (67KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Current dependence on voltage as I1/2(V) of corona discharge in liquid helium at 4.2 K, cathode tip radius of 2.5 μm and pressures: 1 – 1 MPa, 2 – 2, 3 – 4, 4 – 8, 5 – 10.

下载 (74KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Linear dependence I1/2(V), obtained in experiments for the corona in supercritical helium at a pressure of p = 0.4 MPa and different temperatures: 1 – 10 K, 2 – 7, 3 – 6, 4 – 4.2.

下载 (71KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Electron mobility µe(T) at p = 0.4 MPa, calculated from the volt-ampere characteristic of the corona (Fig. 3), depending on the temperature of supercritical helium.

下载 (44KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Electron mobility in helium depending on pressure at supercritical temperatures: 1 – 7 K, 2 – 10.

下载 (60KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Supercritical isotherms of helium 7 (1) and 10 K (2) [14], the transition between discharge modes with high and low electron mobility occurs at 0.2 and 0.36 MPa, respectively.

下载 (56KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Similarity law for the transition from a state with high electron mobility to a state with low mobility according to the model [20]: 1 – 7 K; 2 – 10, this work; 3 – 7.3 K; 4 – 11.6 [3]; 5 – saturated vapor [2].

下载 (88KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024