Micro e nanotecnologia/Microtecnologia/Il plasma/Scarica nei gas: differenze tra le versioni

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[[File:Electric_glow_discharge_schematic.png|left|thumb|350px|Schema di una scarica a bagliore. I principali elementi sono: (a) L'anodo e il catodo alle estremità del tubo; (b) la zona oscura di Aston; (c) il bagliore catodico; (d) la zona oscura del catodo; (e) il bagliore negativo; (f) la zona oscura di Faraday; (g) la colonna positiva; (h) il bagliore anodico (i); la zona oscura dell'anodo.]]
 
La scarica anormalaanormale rivela la sua complessità dalla emissione di luce che varia notevolmente da punto a punto. Distinguiamo delle zone scure in prossimità del catodo (''Aston e Crook dark space''). Vi è anche una zona anodica di minore luminosità, ma non propriamente scura. La zona luminosa estesa chiamata colonna positiva (''positive column'' ) è la zona del plasma vero e proprio con un debole campo elettrico negativo dovuto ad un eccesso di elettroni. La zona più luminosa della scarica è il ''negative glow'' (bagliore negativo) la sua colorazione dipende dal gas della scarica (ossigeno un giallo pallido, Argon tra il blu ed il viola). Tra la negative glow e la colonna positiva vi la zona scura di Faraday. Gli elettroni secondari (quelli prodotti dagli ioni sul catodo), acquistano energia nelle due zone oscure del catodo, dove è massimo il campo elettrico. Mentre nella zona di ''negative glow'' avvengono i processi di ionizzazione ed eccitazione. La diffusione laterale delle cariche prodotte restringe la dimensione radiale della
''negative glow''. Infine entrano nella zona oscura di Faraday con energia insufficiente per ionizzare, riacquistando nuovamente energia fino a precipitare sull'anodo.
 
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La dimensione della zona oscura del catodo è in realtà molto maggiore della dimensione della lunghezza di Debye. Infatti la dimensione della zona di Debye interverrebbe quando si ha a che fare con elettrodi isolati che non sono collegati ad un alimentatore esterno. In questo caso la corrente ionica di poche decine di <math>\mu A/cm^2\ </math> viene bilanciata dalla corrente degli elettroni che artificialmente viene ridotta dalla presenza di un potenziale negativo ritardante di circa 15 V.
Le condizioni cambiano se l'elettrodo viene alimentato con un alimentatore esterno che fa scorrere delle correnti, non più a media nulla, ma in valore assoluto di almeno un ordine di grandezza maggiore, in questo caso la zona oscura si compone di una zona quasi neutra in cui l'energia dovuta all'agitazione termica è dominante ed una zona di carica spaziale positiva nelle immediate vicinanze dell'elettrodo. La zona oscura ha quindi dimensioni dell'ordine di grandezza dei mm.
 
== Equilibrio dinamico del plasma in dc==
Gli elettroni e gli ioni vengono neutralizzati nelle collisioni con gli elettrodi e le altre superfici della camera. Tra i processi di perdita bisogna includere anche la ricombinazione indiretta (in quanto mediata dalle superfici) di elettroni e ioni. Per mantenere quindi un equilibrio dinamico ci deve essere una generazione di coppie elettroni ioni numericamnete eguale.