bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Untersuchungen zum Verhalten von Ionenschallwellen in Edelgas‐Niederdruckentladungen
Authors: Föste T.
Published: July 2007

In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen an fremderregten Ionenschallwellen in der positiven Säule von Helium‐ und Argon‐Entladungen im Druckbereich von 10−3 Torr bis 10−1 Torr durchgeführt. Dabei wurde beobachtet, daß nur unterhalb eines bestimmten Grenzdruckes Ionenschallwellen auftreten, bei dem die mittlere freie Weglänge der Elektronen etwa gleich dem Rohrdurchmesser ist. Es erfolgte eine Bestimmung der Phasengeschwindigkeit der Ionenschallwellen und ein Vergleich mit theoretischen Werten. Bei der Messung der Dämpfung von Ionenschallwellen konnten Amplitudenoszillationen beobachtet werden. Mögliche Mechanismen werden diskutiert. Mit dem verwendeten Nachweisverfahren ist es möglich, die Lebensdauer angeregter Zustände zu bestimmen. Ein Test an jeweils einem optischen Übergang in Helium und in Argon ergab gute Übereinstimmung mit aus der Literatur bekannten Werten.
Untersuchungen der kontrahierten Edelgassäule bei mittleren Drücken. I Verfahren zur Ermittlung der Plasmaparameter und ihrer Radialverteilungen
Authors: Venzke D.
Published: July 2007

Presented is a method to determine iteratively electron density, electron temperature, and gas temperature in medium pressure rare gas discharges. This method bases on the linear relationship between emission coefficient of continuum radiation and electron density according to electron‐atom‐bremsstrahlung. The radial profile of gas temperature is determined by solving the energy balance equation. The electron temperature is calculated from the reduced electric field strength and the degree of ionization. The received profiles and the values at axis permit to examine present theoretical conceptions and to estimate the influence of various elementary processes on discharge mechanism.
Experimental Evidence of Parametric Instabilities in an Unmagnetized Plasma Subjected to a Strong H.F. Electric Field
Authors: Moisan M. , Leprince Ph.
Published: July 2007

Experimental evidence of parametric excitation, by an intense external H.F. field, of an electron surface mode and an ion wave is presented. The pumping electromagnetic energy density is equal to or slightly larger than the thermal energy density of the electrons.

The value of fpc/f0 (electron plasma frequency/external field frequency) is that for an electron surface wave. Depending on the pressure and field intensity, this decay instability can lead to three types of low frequency oscillations, with frequencies close to the ion plasma frequency. Two of these are described by Aliev and Silin's intense field theory: one is the volume ion plasma oscillation and the other a surface ion plasma oscillation. The third corresponds to no known ion eigenmode.

Several other features of the theory by Aliev and co‐workers are also confirmed experimentally, such as the harmonic excitation of the instability (nf0 ≈ fpe/√2, where n is an integer), the instability amplitude as a function of fpe/f0 (above threshold conditions), the value of the mismatch parameter as a function of field strength and ion mass, and the existence of a fine structure corresponding to the symmetric and antisymmetric electron surface oscillations.

Even at high pump field strengths, the decay products are nearly monochromatic i.e. the plasma does not become turbulent.
Parametrische Anregung von elektrostatischen Oberflächenwellen in einer inhomogenen Plasmaschicht durch ein amplituden‐moduliertes UHF‐Pumpfeld
Authors: Aliew Ju. M. , Gradow O. M. , Sünder D.
Published: July 2007

Parametric resonance phenomena are investigated in a plasma layer with thickness d and thin inhomogeneous boundary regions. The modulated UHF electric field is parallel to the plasma layer. We consider both strong and low modulation of the field amplitude and suppose, that the carrier frequency ω0 of the pump wave is much larger than the Langmuir frequency ωLe. We find the region for the modulation frequency ω, in which the parametric growing of the asymmetric and symmetric surface waves occurs. The maximum growth rates of these waves, the direction of their propagation and the threshold value of the modulation depth α of the UHF pump field are calculation.
Die Bestimmung von Plasmakenngrößen aus den Strahlungseigenschaften und den elektrischen Entladungsparametern
Authors: Worm M.
Published: July 2007

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Möglichkeiten zur Diagnostizierung eines thermischen Bogenplasmas, wobei nur Meßgrößen eingehen, die sich ohne Störung der Entladung bestimmen lassen. Das abgeleitete Verfahren ist einerseits weder an zusätzliche Annahmen, wie z. B. solche über das Temperatur‐ oder Druckverhalten, noch an aufwendige Analogieuntersuchungen gebunden und erfordert andererseits nicht die Kenntnis weniger genau bekannter Konstanten. In diesem Zusammenhang wird ein analytischer Ausdruck für die elektrische Leitfähigkeit mitgeteilt, mit dem viele einschlägige Rechnungen übersichtlicher und einfacher durchgeführt werden können.
Zur Berechnung der durch Teilchenwechselwirkung hervorgerufenen Änderung charakteristischer Kenngrößen der Elektronenkomponente eines hinreichend schwach ionisierten Plasmas I. Ausgangsgleichungen und Berechnungsgrundlagen
Authors: Wilhelm J. , Bartolomäus G.
Published: July 2007

Die räumlich‐zeitliche Veränderung charakteristischer Kenngrößen der verschiedenen Teilchen‐komponenten eines Plasmas lassen sich im Gültigkeitsbereich der Boltzmann‐Gleichung mit Hilfe der Boltzmannschen Transportgleichung erfassen. Insbesondere ist in diesem Zusammenhang die Frage von Interesse, wie stark sich diese Größen infolge der Wechselwirkung der Teilchen untereinander pro Zeit‐ und Volumeneinheit ändern. Es werden Ausdrücke entwickelt, welche es gestatten, die Änderung der Momente infolge der Teilchenwechselwirkung für die Elektronenkomponente bei noch offen gehaltenen Verteilungsfunktionen der Elektronen und der schweren Stoßpartner zu berechnen. Die Darstellungen schließen zunächst elastische, an‐ und abregende sowie ionisierende Stöße ein und sollen im späteren auf die Einbeziehung von Coulomb‐Wechselwirkung zwischen den geladenen Teilchen ausgedehnt werden. Sie gestatten insbesondere Abschätzungen darüber, wie sich die verschiedenen charakteristischen Wechselwirkungsfrequenzen in der Transportgleichung unter verschiedenartigen Bedingungen auswirken.
Remarks on the Poukey‐Rostoker‐model of relativistic electron beam propagation
Authors: Hantzsche E.
Published: July 2007

Some properties of an analytic electrostatic model of relativistic electron beam propagation in vacuum, developed by Poukey and Rostoker [1], are evaluated. It is shown that the limits of validity of this model result from the mixing of electrons, from space charge singularities and the backflow of electrons to the cathode.
Zur Anwendung der Sondendiagnostik in einem polymerisierenden Plasma
Authors: Klagge S.
Published: July 2007

On the example of the Ne glow discharge with a benzol admixture the possibility of applicating the probe diagnostic in polymerizing plasmas is investigated. Heating the probe at 900°C stetady values for the floating potential, the probe characteristic and its second derivation are obtained. The variation with time of these quantities without heating the probe yields informations about the rate of polymerization. The effect of a benzol admixture from 1% to 20% on the energy distribution function of electrons and the plasma parameters in the tube axis is pointed out. From the second derivation of the characteristic at emissive probe conditions it is possible to deduce in addition to the space potential the influence of the benzol admixture on the ionization mechanism.
Parametric Excitation of Plasma instabilities by two Monochromatic Pump waves
Authors: Aliev Yu. M. , Gradov O. M. , Sünder D.
Published: July 2007

The dispersion characteristics of a plasma in a pump field 𝔈(t) = 𝔈 sub ω0t + 𝔈1 sin ω1t are considered. Firstly we assume, that the second wave is weak (|𝔈1| ≪ |𝔈0|) and the frequency ω1 is near sω0(ω1 = sω0 + Ω,Ω ≪ ω0). We obtain the dispersion equation, describing the parametric coupling of the waves driven by the strong field 𝔈0 sin ω0t under the resonance condition ω0 ≈ ωLe/P and derive the expressions for the growth rates (ωLe is the electron LANGMUIR frequency; s, p are integers). In the second part it is shown, that a strong field 𝔈1 with a frequency ω1 much larger than ω Le(ω Le ≈ pω0) stabilizes the plasma; the growth rates are reduced and the frequency region of the parametric instability is contracted.
Das Neutralgasprofil und die Elektronentemperatur in der Freifallsäule bei hohem Ionisationsgrad
Authors: Valentini H.‐B.
Published: July 2007

The formula for the ion density is corrected. Furthermore, for different accommodation coefficients at the wall numerical values of the neutral atom velocities in argon ion lasers are estimated. The neutral gas heating by electron collisions is relatively small in argon ion lasers.
Eine Methode zur Elektrodenfallbestimmung in Ar‐Hg‐Wechselspannungsentladungen vom Leuchtstofflampentyp
Authors: Arndt R.
Published: July 2007

Es wird eine einfache Methode zur zeitaufgelösten Bestimmung des anodischen und katodischen Spannungsbedarfs von Entladungen des Leuchtstofflampentyps beschrieben. Sie beruht auf der elektronischen Extrapolation des linearen Säulen‐Potentialverlaufs bis zur Anode bzw. dem katodischen Säulenende. Die benötigten Raumpotentiale zweier Orte in der Säulenachse werden synchron durch floatende Glühsonden in Verbindung mit speziellen Katodenfolgern als Funktion der Zeit für die extrapolierende Differenzverstärkeranordnung zur Verfügung gestellt. Durch die verbesserte Zeitauflösung und wesentlich vereinfachte Auswertung der Meßergebnisse wurden u. a. direkte Untersuchungen zum Verhalten der anodischen Entladungsteile, zum Wechselwirkungsmechanismus zwischen Anoden‐ und Katodenfall und zur Wirkungsweise von Hilfselektroden möglich, die in weiteren Arbeiten beschrieben werden sollen.
Plasmadisplayentladungen und Anwendung optischer Messungen zur Strukturerfassung
Authors: Stern W. , Schaal G.
Published: July 2007

In einem Überblick über Plasmasichtanzeige‐Systeme werden deren Einsatzmöglichkeiten, die prinzipiellen Realisierungsvarianten und deren physikalische Grundlagen dargestellt. Der Schwerpunkt wird dabei auf die wandladungsgesteuerten Wechselspannungsdisplays gelegt, deren Wirkmechanismus, technologisch erreichte Lösungen und gasentladungsphysikalischer Hintergrund diskutiert sind. Es wird eine optische Meßmethode für zeit‐ und raumaufgelöste Strahlungsmessungen an ac‐Displayentladungen beschrieben und deren Ergebnisse zur Diagnostik der Entladungen wiedergegeben. Danach handelt es sich bei dem in der Literatur beschriebenen puls‐mode und quasi‐glow‐mode um glimmentladungsähnliche Strukturen, deren Aufbau‐ und Löschvorgang untersucht ird. Auf den Zusammenhang mit dem Zündmechanismus wird hingewiesen.
Parametric Instabilities of Waves in Magnetized Plasmas
Authors: Larsson J. , Stenflo L.
Published: July 2007

Results from kinetic theory are reformulated in order to generalize previous equations for wave‐wave interactions in magnetized plasmas.
Influence of Cooling Conditions on Anode Behavior in a Nitrogen Plasma Jet Design
Authors: Neumann W.
Published: July 2007

Some characteristic data are recorded for a nitrogen plasma jet design of the wall stabilized type incorporating a strongly and a poorly cooled tungsten hollow anode insert for currents between 133 and 175 A and mass flow rates between 0.94 and 1.54 g/s N2.

From the characteristic data, conclusions are drawn relative to the anode behavior in dependence from the cooling conditions.

The results especially of the calorimetric measurements and of the survey spectrum photographs indicate that the anode root area is greater in the case of the poorly cooled anode with the higher mean working temperature, and that in this case more heat at a lower level of heat flow density is transferred from the plasma to the anode body. The voltage oscillogramms indicate that even in the case of the poorly cooled anode the anode root is of the moving spot type, and that a transformation into the spotless immovable anode root has not yet been arrived. This will be attributed to the relative low level of the mean anode temperature even in the case of the poorly cooled anode for which estimations give values of below 2000 K.
Diagnostik am Spektrum der stimulierten Emission eines UV‐Stickstofflasers
Authors: Ross W. , Seliger K.
Published: July 2007

Die ultravioletten Laserlinien des Stickstofflasers wurden mit einem Fabry‐Perot‐Interferometer untersucht und die Linienprofile analysiert. Die gemessene spektrale Bandbreite der Laserlinien der 0–0‐Bande ist (1,24…︁1,37) · 10−3 nm. Dieser Wert ist größer als die Bandbreite des Doppler‐Profils des Stickstoff‐Molekülgases bei 300°K, die 0,77 · 10−3 nm beträgt. Die zusätzliche asymmetrische Verbreiterung wurde mit Stark‐Effekt durch die elektrischen Mikrofelder im Plasma erklärt. Aus den Linienprofilen ist auf eine Translationstemperatur der stimuliert strahlenden Stickstoffmoleküle von kleiner als 450 °K zu schließen. Die aus der Intensitätsverteilung der Laserlinien be‐rechnete Rotationstemperatur beträgt ca. 335 °K.
Frictional effects with neutrals and Rayleigh‐Taylor instability of a compressible Hall plasma
Authors: Maheshwari S. L. , Bhatia P. K.
Published: July 2007

The effect of neutral gas friction is considered on the Rayleigh‐Taylor instability of a compressible plasma in the presence of Hall currents. The prevailing magnetic field is assumed to be uniform and horizontal. It is shown that the solution is characterized by a variational principle. Based on the variational principle the dispersion relation is derived for a composite plasma, confined between two horizontal planes at a finite distance, in which the density is stratified in the direction of gravity according to the exponential law. It is found that the effect of collisions with neutrals, Hall currents and compressibility of the medium have destabilizing influence as the wave number range which is stable in their absence, is rendered unstable by their presence.
Untersuchungen zu den Existenzbedingungen unterschiedlicher Entladungstypen bei Entladungen zwischen glasisolierten Elektroden
Authors: Zahn R. J. , Müller S. , Voss H.
Published: July 2007

Es wurden ac‐Displayentladungen zwischen glasbedeckten Elektroden mit Neon‐Stickstoff‐Füllung untersucht. Hierbei wurde der Gasdruck, der Elektrodenabstand, das Mischungsverhältnis und die Frequenz der Wechselspannung variiert. Aus Messungen der Zünd‐ und Löschspannungen werden Angaben über den Verlauf des Bistabilitätsbereiches erhalten, Stromoszillogramme liefern Aussagen über den Entladungsstrom, wodurch eine Unterscheidung verschiedener Entladungsmoden möglich ist. Es wurde gefunden, daß der in der Literatur beschriebene pulse mode bei niedrigen und mittleren Frequenzen auftritt, wohingegen der continuous mode bei höheren Frequenzen existiert. Die Frequenzgrenze zwischen beiden Entladungsmoden hängt wesentlich vom Gasdruck und vom Stickstoffanteil der Gasmischung ab. Wird die Frequenzgrenze auf den Stickstoffpartialdruck reduziert, so ist eine allgemeine Darstellung für die Existenzbereiche beider Moden möglich. Es wird auf einen Zusammenhang zwischen der Grenzfrequenz des continuous modes und der Lebensdauer der metastabilen Ne‐Atome hingewiesen.
MHD Wave Interaction within a Plasma Perturbed by Alfvén Waves
Authors: Laur Fenia , Zoler D. , Thirer N.
Published: July 2007

The interaction between fast magnetoacoustic waves within a plasma with periodical nonhomogeneities, perturbed by Alfvén waves has been studied. It has been ascertained the appearance of phenomena of a decay instability and an instability involving an increase of the amplitude oscillations.

A study of the influence of perturbed plasma parameters on these instability phenomena has been made. It has been found that the optimal perturbing frequency for giving rise to the instability phenomenon is twice the frequency of fast magnetoacoustic waves.
Thermal Instability of Non‐Ideal Current‐Carrying Plasmas of Metal Vapors
Authors: Iakubov I. T.
Published: July 2007

As a result of Ohmic heating the transition proceeds from the liquid metal state to the state of the gaseous plasma. The conductivity drops rapidly. This paper reports on the thermal instability of such a discharge. The instability results in the plasma stratification across the current direction. The discussion is given of the experiment by DIKHTER and ZEIGARNIK. The discharge is layered under the isobaric heating of cesium wire in the argon atmosphere.
Displacement of Field Emitters by Vacuum Discharges
Authors: Jüttner B. , Rohrbeck W.
Published: July 2007

The location of field emitting micro‐points, produced by nanosecond discharges in UHV, has been investigated by field emission microscopy. Weak discharges (duration < 5 ns, current < 10 A) caused a displacement of the field emission over the cathode by a distance that corresponds to average crater diameters (4–6 μm). Thus new emitters are produced at the boundary of discharge craters. More intense discharges show sometimes a far higher displacement. This can be explained by the formation of micro‐points by splashes of molten metal that fly out of the discharge craters. The results support the model of the development of micro‐points, as it was published in [1]. They show furthermore that the motion of arc cathode spots can be related to the displacement of microscopic field emitters.
[Russian Text Ignored]
Authors: [Russian Text Ignored] [Russian Text Ignored] , [Russian Text Ignored] [Russian Text Ignored] , [Russian Text Ignored] [Russian Text Ignored]
Published: July 2007

[Russian Text Ignored].
Kinetic Model for Coupling of Radiation with a Partially Ionized Plasma
Authors: Saraf J. K.
Published: July 2007

Kinetic equations are proposed for the coupling of radiation field with a three‐component ionizing‐recombining monatomic plasma. The model equations describe interparticle elastic as well as inelastic collisions, and inelastic particle‐photon collisions.
Zur Beschreibung des Elektronenensembles bei schwacher Turbulenz mit Hilfe von Diffusionstermen unter gleichzeitiger Wirkung von Stößen und elektrischer und magnetischer Felder
Authors: Wilhelm J. , Winkler R.
Published: July 2007

Ausgehend von der Boltzmann‐Gleichung und den Maxwell‐Gleichungen wird innerhalb der Gültigkeit des Lorentz‐Ansatzes für die Verteilungsfunktionsentwicklung und der quasilinearen Näherung ein Ausdruck für die Beschreibung der Turbulenzeinwirkung im Rahmen des Konzepts der Diffusion im Geschwindigkeits‐ und Ortsraum abgeleitet. Die Darstellung schließt elastische und anregende Stöße zwischen Elektronen und Neutralteilchen ein, erlaubt die Berücksichtigung der Elektron‐Elektron und der Elektron‐Ion‐Wechselwirkung und erfaßt außerdem die Einwirkung auch äußerer elektrischer und magnetischer Felder. Auf Grund der mitberücksichtigten Stoßprozesse sind die Betrachtungen für Plasmen in einem relativ großen Bereich unterschiedlichen Ionsisierungsgrades gültig. Die Auswirkung der verschiedenen maßgeblichen Prozesse auf die Anteile des Diffusionsvorganges werden herausgestellt und die Verhältnisse eines homogenen Plasmas ohne äußeres elektrisches Feld im Einzelnen verfolgt. Im Fall der Wellenausbreitung parallel zum Magnetfeld wird dabei in Analogie zum stoßfreien Plasma eine Entkopplung der longitudinalen und transversalen Anteile gefunden. Spezielle Ergebnisse werden für die Anfachung von Langmuir‐Wellen und deren turbulente Rückwirkung erhalten, wobei sich insbesondere praktisch handhabbare Ausdrücke für den resonanten und nichtresonanten Diffusionskoeffizienten ergeben.
Some Investigations of the Ignition and Development of Breakdown in Cylindrical Hollow Cathode Glow Discharges
Authors: Störi H. , Märk T. D. , Varney R. N. , Pahl M.
Published: July 2007

The breakdown behaviour of a hollow cathode glow discharge is investigated in a cylindrical, hollow cathode structure having an internal diameter of 2 cm. The anode is a plane electrode across one end of the cathode cylinder. Pressures of argon between 20 and 107 Pa were used (0.15 to 0.80 torr), and applied voltages between 800 and 2500 V. It is shown that the statistical time lag for breakdown is in the range of ∼ 1 ms and depends on the applied voltage, the gas pressure, and the history of operation of the discharge tube. The rise time of the discharge current ranges from about 10 ns at high pressure and voltage to about 200 ns at the lowest pressure and voltage used. The discharge propagates along the cathode axis at a speed of about 108 cm s−1. From the obtained data, a qualitative model of the first stage of the discharge is derived. Based on this model, a simple calculation gives values of Townsend modified first coefficient η at high values of E/N, 104 < E/N < 8 · 104 Td which fit well at the lowest E/N, where they approach the data of PENNING and KRUITHOF in argon. In contrast to the extremely short initial current‐rise times, in the submicrosecond range, the discharge currents reach steady‐state values only after about 300 μs.
The Transmission of a Sampling Orifice for Charged and Excited Particles in the Molecular Flow Range
Authors: Helm H.
Published: July 2007

The transmission of a circular orifice in the molecular flow range is calculated for the case that the particular state of particles flowing through the orifice is affected by wall collisions. The deactivation of metastable atoms and the neutralisation of charged particles at the orifice tube wall is taken into account.

The results give a detailed illustration of the fate of particles passing an extraction orifice, namely the fraction of particles passing without wall collision, the fraction passing after one and after multiple wall reflections as a function of the characteristic dimensions of the orifice and the reflection coefficient.
Penetration of an Electromagnetic Wave into Magnetoactive Collisional Semi‐Infinite Plasma
Authors: Varma N. L. , Shukla K. L.
Published: July 2007

The penetration and reflection of an electromagnetic wave incident normal to the semi infinite magnetoactive collisional plasma is investigated.
Some Remarks on Toroidal Problems
Authors: Cap F.
Published: July 2007

Although some calculations will be specialized for toroidal systems, some conclusions will be valid independent of the coordinate system. The manuscript contains 1. a proof that on the basis of a solution of Maxwell's equations a solution of curlB= constBmay be found, 2. a method to transform the vector Helmholtz equation into a scalar one, 3. three solutions of the scalar Helmholtz equation, of Maxwell's equations and of curlB= constBin quasi‐toroidal coordinates, 4. a method to construct solutions of curlB×B= 4πΔp on the basis of solutions of curlB= constB(including two special solutions and a derivation of the toroidal Shafranov, equation).
Travelling Large Amplitude Electron‐Ion Plasma Waves
Authors: Cap F.
Published: July 2007

The basic equations for electron‐ion plasma waves in a warm fluid plasma exhibiting a Langevin friction term are derived. A numerical solution is given for stationary ions and analytical solutions are given for some special cases.
Gradient Driven Azimuthal Ion Acoustic Waves
Authors: Heymann P. , Žáček F.
Published: July 2007

An instability of a magnetized plasma column in the frequency range has been identified as an ion acoustic one. The waves are azimuthally driven by the electron diamagnetic velocity due to the radial gradient of a fast electron tail. The strongest peaks in the frequency spectrum correspond to m = 6 or 8 wave lengths on one turn. This selection can be explained as an optimum value between increasing growth rate and the resonance disturbing phase mismatch at higher mode numbers.
Untersuchung der Prozesse in der aktiven Zone der Hohlkatodenbogenentladung. II. Die Bilanzgleichungen, Ergebnisse
Authors: Rešenov S. P. , Lunk A.
Published: July 2007

Mit Hilfe der in [1] berechneten Energieverteilungsfunktion der Elektronen und den daraus ermittelten Anregungs‐ und Ionisationsgeschwindigkeiten werden in der vorliegenden Arbeit die Energie‐ und Ladungsträgerbilanzgleichungen für die aktive Zone der Hohlkatodenbogenentladung aufgestellt und gelöst. Durch zusätzliche Anwendung des Minimumprinzips der Energie gelingt die Berechnung folgender Größen: Elektronenkonzentration, Elektronentemperatur, Katodenfall, Katodenwandtemperatur und Stromdichte in der aktiven Zone. Ein Teil dieser berechneten Größen wird mit experimentell erhaltenen verglichen. Es wurde eine befriedigende Übereinstimmung gefunden.
On the Stability of Ballooning Modes in the Boundary Layers of a Gas Insulated Plasma
Authors: Ohlsson D.
Published: July 2007

In order to fulfill power density requirements in future steady‐state fusion reactors the ion density in central parts must be of the order 1020–1021–m−3. In such systems high density neutral gas may surround the hot plasma, whether introduced on purpose or not, provided the neutral gas flux from the plasma is not continuously removed by external means. In gas insulated plasmas large density and pressure gradients will arise close to the boundaries on account of plasma neutral gas interaction effects. In this paper the stability of gravity driven ballooning modes in the boundary region is investigated. In particular, the coupling between plasma and neutral gas investigated in previous stability analysis is reconsidered. Also effects previously neglected for example the Nernst effect is taken into account.
Erosion Craters and Arc Cathode Spots in Vacuum
Authors: Jüttner B.
Published: July 2007

The development of erosion craters on clean, smooth cathodes in UHV has been investigated with a time resolution of nanoseconds (current range 10–200 A). Furthermore, crater size erosion rate and velocity of spot displacement have been measured in dependence on current and surface conditions. The relevance of the results for different cathode spot models is discussed in detail. From the measurements the following conclusions are drawn.

The craters are caused by the action of the discharge pressure on the molten metal within a spot. The spots move in a random manner in elementary steps of a crater radius with time constants of the order of 10−8 s. The main reason for the movement is the formation of micropoints at crater boundaries. Droplets and contaminations induce jumps of more than a crater radius. The impact of droplets causes considerable deformations of the cathode surface. Nanosecond pulse breakdowns and quasi‐stationary arcs result in values of crater size, spot velocity and erosion rate that are comparable within an order of magnitude.

These results support a non‐stationary spot model that describes the cathode spot as a sequence of surface explosions.
Untersuchungen zu den Existenzbereichen und Typen von ac‐Entladungen zwischen glasisolierten Elektroden. I. Der übergang vom pulse mode zum continuous mode in Ne/N2‐Penninggemischen
Authors: Zahn R. J. , Müller S.
Published: July 2007

Es wurden Entladungen zwischen glasisolierten Elektroden in Ne/N2‐Gemischen beim Anlegen von Sinusspannungen untersucht, insbesondere der übergang zwischen dem bistabilen pulse mode und dem nichtbistabilen continuous mode. Diese beiden Typen sind wesentlich durch das Zeitverhalten des Entladungsstromes und das Zünd‐ und Löschspannungsverhalten der Entladung charakterisiert. Es kann gezeigt werden. daß für den übergang zwischen den beiden Entladungstypen eine gesetzmäßige Abhängigkeit von der Frequenz /, dem Mischungsverhältnis X, dem Gasdruck p und dem Elektrodenabstand d besteht. Es werden die Bedingungen für die Existenz einer kontinuierlich brennenden Entladung diskutiert.

Die Zeit, die die Ionen zum Durchqueren der Entladungsstrecke benötigen. muß so groß sein, daß die anliegende Wechselspannung bereits die Polarität gewechselt hat, bevor die Ionen die momentane Katode erreichen. Zum anderen spielt die Lebensdauer der metastabilen Neonatome eine wichtige Rolle, da die über sie ablaufende Penningionisation den Hauptionisierungsmechanismus darstellt. Die Proportionalität zwischen der Lebensdauer der metastabilen Neonatome und dem Stickstoffpartialdruck pN2 bewirkt, daß die Übergangsfrequenz / proportional pN2 ist.

Für die Darstellung des Übergangs zwischen dem pulse mode und dem continuous mode in Ne/N2‐ Penninggemischen werden die Ähnlichkeitsparameter f/pN2 und X1/2 pd abgeleitet.
Three‐Wave Interaction in Cold Semi‐Infinite Plasmas
Authors: Lindgren T. , Larsson J. , Stenflo L.
Published: July 2007

We have considered the theory for the resonant nonlinear interaction between three waves in a cold semi‐infinite magnetized plasma and calculated the coupling coefficients.
Untersuchungen zur Ausbreitung von Electron free streaming Wellen in Niederdruck‐Gleichstromentladungen
Authors: Becker W. , Behnke J. , Kagel H. , Leven R.
Published: July 2007

This paper deals with theoretical and experimental investigations of Electron free streaming waves in He and Ne de low pressure discharges. The theoretical description of Electron free streaming waves, based on a ballistic theory, yields through numerical calculations the local amplitude and phase of the wave as a function of the parameters νTe, v̄e, νen and the wave frequency ω. The amplitudes of Electron free streaming waves, obtained with an improved measuring technique, are in good agreement with the theoretical values.

It is shown, that the simultaneous measuring of amplitude and phase of Electron free streaming wave represents a valuable increase in knowledge of diagnostic methods for the internal plasma parameters νTe and v̄e (especially at low pressures p0 ≦ 10−2 Torr).
Effects of Hall Currents and Gyroviscosity on the Stability of a Finitely Conducting Rotating Viscous Plasma of Variable Density
Authors: Sankhla V. D. , Bhatia P. K.
Published: July 2007

The Rayleigh‐Taylor instability of an incompressible viscous, finitely conducting, rotating plasma of variable density has been investigated in the presence of the effects of Hall currents and finite ion Larmor radius. The proper solution for a semi‐infinité plasma layer having exponentially varying density in the vertical direction has been obtained by making use of a variational principle which is shown to characterize the problem. The dispersion relation has been solved numerically.

It is found that gyroviscosity, viscosity and coriolis forces have stabilizing influence whereas Hall currents and resistivity have a destabilizing influence.
Diffusionstheoretische Beschreibung der Dissoziation und des Ionenhaushaltes im schwachionisierten Säulenplasma der Wasserstoffentladung. I. Reaktionsmechanismen — Bilanzgleichungssystem und Lösungsmethode
Authors: Michel P. , Pfau S. , Rutscher A. , Winkler R.
Published: July 2007

Nach der Darlegung der für die diffusionstheoretische Beschreibung des Säulenplasmas der Wasserstoffentladung wesentlichen Reaktionsmechanismen der Ionisation, der Dissoziation, der dissoziativen Rekombination, der Ionen‐Molekülumwandlungen und der Neutralteilchenumwandlungen wird ein System von Bilanzgleichungen für die H4+‐, H2+‐, H3+‐ und H5+‐Ionen, die Wasserstoffatome, das Neutralgasgemisch, die Ladungsneutralität und den Entladungsstrom hergeleitet und die Lösungsmethode dieses Systems erläutert. In den nachfolgenden Teilen werden konkrete Ergebnisse der numerischen Berechnung teilweise im Vergleich zu experimentellen Resultaten vorgestellt.
The Erosion Rates of Arc Cathode Spots by Crater Formation
Authors: Hantzsche E.
Published: July 2007

The erosion of arc cathodes is caused by evaporation and by forced fluid motion of the molten metal layer at the spot surface. The gross erosion rates (X1 X2) of both components are derived from the equations of stationary and non‐stationary cathode spot models in a first approximation. These rates depend mainly on thermal properties of the metal, the atomic mass and the ionization state of the cathodic plasma. The calculated total gross rates Xt are between 67 μg/As (Be) and 3300 μg/As (Bi); the measured net rates (X̃) amount to about 10% ⃛30% of these gross rates. The range of the ratio X2/X1 = v is 0,56 (Cd) ≦ v ≦ 2,64 (Mo). The various gross rates X1.2t are strongly correlated with the net rates X̃ the relative rms deviations σrel from a power law fit are between about 15% and 30%. Resistive heating results in a worse correlation of the rates than ion impact heating. Probable causes of the deviations from exact functional dependencies are discussed.
Mikrowellendiagnostik der Rauschtemperatur im Stickstoffplasma der Schwachstromsäule
Authors: Bartels W. , Gundermann S. , Pauli W. , Winkler R.
Published: July 2007

Diese Arbeit behandelt die Berechnung und Messung der Rauschtemperatur für ein stationäres und axial homogenes Säulenplasma einer Stickstoff‐Entladung. Die Berechnungen basieren auf einer Energieverteilungsfunktion der Elektronen, welche durch Lösung der Boltzmann‐Gleichung für ein Stickstoffplasma erhalten wurde. Die Rauschtemperatur in der Schwachstromsäule dieses Plasmas wurde mit einem Dicke‐Radiometer gemessen. Der Vergleich der berechneten und gemessenen Werte der Rauschtemperatur zeigt eine gute Übereinstimmung im betrachteten Parameter‐bereich. Zusätzlich wurde die Rauschtemperatur theoretisch näherungsweise unter Verwendung einer über die Energiebilanz der Elektronen angepaßten Maxwell‐Verteilung bestimmt und der kinetisch begründeten Rauschtemperatur gegenübergestellt.
Methods of Wall Charge Determination in External Electrode Gas Discharges. I. Experimental Arrangement
Authors: Kindel E. , Arndt R.
Published: July 2007

For direct and absolute determination of wall charges an electrostatic probe method, the field mill and the Faraday cup technique are used. The first scans the charge density distribution, while the two latter methods measure total charge magnitudes. Indirect methods, estimating the wall charges by integration of discharge current pulses are also used in the arrangement. The discharges are generated in a cylindrical quartz insulated Ne + N2‐filled discharge gap by individual voltage pulses having small risetimes and long duration.

Preliminary tests, comparison of the methods and first results concerning charge density distributions will be given in part II of this paper.
Motion of Electrons and Ions in a Weakly Ionized Gas in a Field. 1. Foundations of the Integral Theory
Authors: Braglia G. L.
Published: July 2007

A detailed analysis of an integral transport theory of electrons and ions in a gas in a field is presented. Different procedures allowing, in principle, the rigorous calculation of velocity distribution, drift velocity and diffusion coefficients are discussed. A derivation of a general expression for the transition probability, from a given velocity to another, which holds for any kind of collision, is given. Some questions linked to the convergence of iterative procedures of solution of some basic integral equations are also treated.
Lokale Messung von Driftgeschwindigkeit und Temperatur der Ionen einer Argon‐Niederdruckentladung mit resonanter Laserstreuung
Authors: Bergmann J. , Schubert M.
Published: July 2007

The radial ion drift velocity and temperature in an argon low‐pressure discharge have been measured by a resonant laser scattering method with high spatial resolution. The detection limit for the drift velocities was 2 · 104 cm · s−1. In the vicinity of the discharge axis the drift velocity grows linear with the distance from the axis. The measurements have shown the existence of a radial dependence of the ion temperature T1(r). Comparisons of axial ion temperature T⟂ with T‖(r = 0) are an experimental demonstration of the anisotropy of the ion velocity distribution in this kind of discharges.
Field Free Relaxation of the Electron Component in the Temporally Decaying Molecular Gas Plasmas Hydrogen and Nitrogen
Authors: Winklek R. , Wilhelm J.
Published: July 2007

This paper deals with the temporal relaxation of the electron component of weakly ionized, anisothermal and collision dominated plasma in the molecular gases hydrogen and nitrogen after jump‐like switching off of the electric field starting from stationary states. The investigation is based upon a solution of the non‐stationary Boltzmann equation using a finite difference approach of the resulting partial differential equation. Besides the temporal development of the energy distribution and of some macroscopic quantities of the electrons especially the characteristic relaxation times and their physical nature are discussed and compared with former results on the relaxation in an inert gas plasma.
Über den Gleichspannungsdurchschlag im Ultrahochvakuum
Authors: Jüttner B. , Siemroth P.
Published: July 2007

Mit hoher Zeitauflösung wurden Gleichspannungsdurchschläge mit bogenformierten Elektroden in einem dampffreien Vakuum untersucht. Die Durchschläge begannen stets mit einer Katodenfackel, deren Zündspannung stark mit der im Vordurchschlagsgebiet fließenden Feldemission korreliert war. Die zeitliche Entwicklung des Plasmas im Elektrodenzwischenraum, des Entladungsstromes und der Entladungsspannung während der Durchschläge konnten durch die Modelle der Explosivemission und des raumladungsbegrenzten Diodenstromes zufriedenstellend erklärt werden. Mit Elektrodenabständen bis 6 mm und Spannungen bis 120 kV konnte kein Mechanismuswechsel gefunden werden. Im allgemeinen wurde der Widerstand des Entladungskanals klein genug, um das Bogenstadium einzuleiten. Jedoch wurde auch in einigen Fällen eine Selbstbegrenzung der Entladung gefunden, die auf unzureichende Materialnachlieferung von der Katode zurückzuführen ist. Bei größeren Elektrodenabständen hatten die umgebenden Wände einen ausgeprägten Einfluß auf die Zündung der Entladungen.
The Rates of Formation of Negative Ions for Some Halocarbons in Nitrogen and in Argon‐Nitrogen Mixtures in Dependence on the Mean Electron Energy
Authors: Popp P. , Leonhardt J.
Published: July 2007

An experimental electron swarm method with a special electron capture detector arrangement (ECD) is described which allows one to modify the energy of low energetic electrons from thermal to 2.8 eV by means of radio‐frequency voltage. Using theoretically calculated values of electron energy distribution functions in nitrogen and argon the attachment coefficients and the formation rates of negative ions for chlorobenzene, benzyl chloride, chloroform, methylene chloride, nitrobenzene, propyl iodide, trichloroethylene and carbon disulfide were determined in dependence on the mean electron energy. Mean electron attachment cross sections could be estimated.
Zersetzung von CCl4 im HF‐Niederdruckplasma für plasmachemisches Ätzen von Aluminium
Authors: Tiller H.‐J. , Mohr R. , Berg D. , Breitbarth F.‐W. , Dumke K. , Göbel R.
Published: July 2007

After a brief summary of decomposition processes occuring in a plasma etching reactor investigations of CCl4‐decomposition by gaschromatography and time resolved emission spectroscopy are described. The decomposition takes place in a plasma tube with external r.f. electrodes. The qualitative identification of decomposition products of CCl4 shows few main products only quite in contrast to plasma decomposition of hydrocarbons. These are CCl4, Cl2, C2Cl4, C2Cl6 and glow polymers. The dependence of the product distribution on power density and flow rate gives some hints for a rapid decomposition mechanism. The time resolved emission spectroscopy bases on a two channel method using a reference signal of an Ar line to eliminate the changing plasma conditions during the decomposition process. The limits of application of this method are discussed. Investigations of CCl‐, Cl2‐ and Cl‐intensity‐time‐functions also reveal the existence of a the rapid decomposition mechanism for which a dissociative electron attachment is supported giving rate constants in the expected order of magnitude.
Nonlinear Excitation of Plasma Convection
Authors: Spatschek K. H. , Laedke E. W. , Shukla P. K. , Yu M. Y.
Published: July 2007

Parametric excitations of electrostatic convective cells by drift waves as well as magnetostatic cells by Alfvén waves are considered. The growth rates are calculated for various limits of interest to plasma diffusion studies; our results agree with computer simulations. The problem of crossfield diffusion is also discussed. Finally, the coupling of magnetostatic modes with electrostatic modes is investigated and a variational principle for coalescence of magnetic islands is formulated.
Zur Mikrowellendiagnostik der Rauschtemperatur und der Trägerdichte eines Neonplasmas im Übergangsbereich zwischen der Freifall‐ und diffusionsbestimmten Säule
Authors: Gundermann S. , Bartels W.
Published: July 2007

In dieser Arbeit wird die experimentelle Bestimmung der Rauschtemperatur und der Elektronendichte behandelt. Die Plasmaparameter wurden mit Hilfe der Mikrowellen‐Resonatormethode im Druckbereich zwischen Diffusions‐ und Freifallbedingungen bestimmt. Die Berechnungen der Rauschtemperatur und der Elektronendichte erfolgten überwiegend mit den aus der Boltzmann‐Gleichung für Elektronen erhaltenen Energieverteilungsfunktionen. Es treten größere Abweichungen zwischen den gemessenen und berechneten Werten auf, wenn die mittlere freie Weglänge der Elektronen mit den Abmessungen des Entladungsrohres vergleichbar wird. Diese Unterschiede können durch eine erhöhte Wechselwirkung zwischen den Randschichtschwingungen und dem Plasma hervorgerufen werden.
Entladungsphänomene in meterlangen Luftfunkenstrecken bei positiver Schaltimpulsspannung
Authors: Engelmann E.
Published: July 2007

Die Beherrschung höchster Spannungen in Luftisolierungen erfordert neben der Kenntnis der dominierenden Entladungsformen grundlegende Aussagen zu den Zünd‐ und Durchschlagprozessen. In meterlangen Kugel‐Platte‐Funkenstrecken wurden bei Variation der Elektrodenmakro‐ und ‐mikrogeometrie die Zündbedingungen und die räumlich‐zeitliche Entwicklung der Streamerentladung bei positiver Schaltimpulsspannung untersucht. Besonderes Interesse galt dabei dem Übergang der Streamerentladung in die Leaderentladung sowie der Stochastik der Entladungsprozesse. Aus den Untersuchungen wurden technisch‐physikalische Modelle zum Entladungsverhalten großflächiger Elektroden im Megavoltbereich abgeleitet, auf denen Kriterien für die Bemessung von Elektroden für Hochspannungsprüfanlagen aufbauen.
Properties of the Collision Operators of the Electron Boltzmann Equation for a Weakly Ionized Plasma. II. Compactness Proof and Statements on the Spectrum
Authors: Bartolomäus G. , Wilhelm J.
Published: July 2007

The compactness has been proved of the inscattering operator covering elastic, exciting and deexciting processes between electrons and heavy neutral particles. Starting point is the proof of the boundedness of the different inscattering operators for the individual collision processes using certain assumptions on the structure of the corresponding differential cross sections. Then, under somewhat more confined conditions the proff of compactness could be performed with the aid of the square integrability of an eightfold iterated kernel. On the basis of this property it was possible to draw conclusions with regard to the spectrum of the total collision operator. They are related to the continuous as well as the discrete part of the spectrum and are discussed in detail. For elastic collisions additional statements can be deduced from our investigation.
Remarks on the Energy Balance of Low Pressure Discharges
Authors: Valentini H.‐B.
Published: July 2007

Including excitation and de‐excitation processes, direct and stepwise processes of the ionization, the particle balance and the energy balance of a positive column are jointly studied. It is shown that even near the axis the energy flux due to the radial electron drift can be only neglected provided that the mean electron energy is considerably less than the ionization energy. In some cases, it appears easier to apply the total energy balance instead of the energy balance of the electron gas alone.
Probe Measurements in a Beam Plasma Discharge
Authors: Babarickij A. I. , Klagge S. , Maass M.
Published: July 2007

The influence of the beam energy and beam current density on the parameters of the plasma is investigated. The efficiency of carrier generation by collective interactions (Langmuir‐oscillations) is compared with that by the single collision mechanism. The additional negative charging of the static probe caused by the beam electrons is used for the determination of the beam electron density.
Collisional Effects on the TM Modes in Parallel Plane Wave Guide Filled with Plasma
Authors: Arora B. B. , Phalswal D. R. , Varma N. L.
Published: July 2007

The reflection coefficient (CR) and the transmission coefficient (CT) of the TM modes in a half space (z < 0) parallel plane wave guide filled with homogeneous, collisional and moving plasma are derived and discussed. It is observed that CR and CT are modified depending upon the collision frequency of the electrons as well as that of the ions. There is a remarkable change in CR due to ion‐neutral collisions when the plasma moves against the direction of the TM modes.
Remarks on the Calculation of Eigenvalues and Generalized Eigenfunctions Using a Finite Dimensional Approximation for the Inscattering Part of the Boltzmann Collision Operator
Authors: Bartolomäus G. , Wilhelm J.
Published: July 2007

From several points of view it is of advantage to know the properties of the collision operators in kinetic equations, e.g. in the well known Boltzmann equation, in particular for the purpose of solving eigenvalue problems. With regard to elastic, exciting and deexciting processes some attemps were recently made to investigate such operators in the Boltzmann equation describing the behaviour of electrons in weakly ionized plasmas.

In the following we will prove that in the case of a finite dimensional inscattering operator the eigenvalues and the corresponding eigenfunctions can be represented explicitly. Finite dimensional operators were used successfully in special models to approximate the inscattering operators; they possess the property of compactness and are well suitable for analytical or numerical calculations.

The representation has been obtained by solving an adequate linear equation system. The generalized eigenfunctions correspond to the normal solutions used by Case in the neutron transport theory. The regularization of the singular integrals which are necessary to obtain this solution will be given in detail. Further a velocity dependence of the collision frequency which need not be monotonous in the considered case and the dependence on the direction could be included.
Abweichungen von der Gleichgewichtsbesetzung der Ar‐II‐Terme in einem an der Oberfläche von Ferrelektrika erzeugten Plasma
Authors: Kusz J. , Musielok J. , Wanik B.
Published: July 2007

A plasma obtained in argon near the surface of ferroelectric BaTiO3 ceramics has been examined in this work. It was found that the population densities of the excited Ar II doublet levels are greater than those of the excited Ar II quartet levels. This fact is related to the specific conditions of argon atoms excitation in the electric field of the ferroelectric domains. There is a possibility of ionization with simultaneous excitation of the neutral argon atoms.