| Resumo : |
Neste trabalho são apresentados os resultados de investigação realizadas sobre descargas de catodo oco (DCO) de eletrodos planos, operando à baixa pressão de argônio, com especial interesse nos efeitos da região de bainha catódica sobre a energia dos elétrons não termalizados na região de plasma. Os parâmetros de plasma foram inferidos de características tensão-corrente de sondas de Langmuir cilindrica e direcional posicionadas na região inter-catódica de plasma. A função de distribuição de energia dos elétrons foi obtida pelo uso do metodo de Druvyesteyn para diferentes valores de distância entre os catodos, pressão do gás e posição da sonda em relação à superfície do catodo. No caso da sonda plana direcional, a dispersão de energia foi avaliada em função da variação do ângulo normal à área de coleção da sonda em relação à direção de deriva dos elétrons orientados pelo campo elétrico na região da bainha catódica. No entanto, o principal objetivo do uso desta técnica foi a avaliação da velocidade de deriva dos elétrons considerando teoricamente uma função de distribuição maxwelliana de velocidades modificada pela inserção da contribuição dos elétrons de deriva. As funções de distribuição de energia dos elétrons obtidas experimentalmente pelo método de Druvyvesteyn evidenciam a formação de populações de elétrons com energias mais elevadas(aqui chamados de deriva ou não termalizados) superpostas as de elétrons termalizados. No plano teórico, foi realizada uma análise da região de bainha catódica para avaliar os perfis, principalmente, da queda de potencial e do campo elétrico na região de catodo devido à sua grande influência na energia adquirida pelos elétrons na descarga. Neste modelo considera-se uma região de bainha não-colisional sobre a influência de elétrons e íons gerados na região de plasma e dos elétrons secundários emitidos pelo catodo. A posição da interface plasma-bainha catódica determinada teoricamente mostra boa concordância com os dados experimentais e permite obter uma estimativa da espessura da região do catodo. Nos regimes de descarga de catodo oco investigados neste trabalho, a região de catodo é imediatamente adjacente a região de plasma formada pela junção das luminescentes negativa. Estes regimes foram obtidos para distâncias inter-catódicas variando de (4,4 - 10,9) 10-2 m e pressões entre (26 e 32) mTorr. A região de catodo suporta praticamente toda a queda de tensão da descarga (aproximadamente 840 V) e é a principal responsável pelos processos de manutenção de corrente da descarga (entre 3 e 12mA). Nestas condições as funções de distribuição de energia de elétrons evidenciam populações de elétrons com elevadas energias (até 100 eV) responsáveis pelos processos de excitação e ionização na região inter-catódica. Valores de velocidade de deriva de elétrons na faixa entre (7,0 a 13,0) x 105 m/s foram obtidos e os resultados, discutidos em consonância com o comportamento dos perfis do potencial e do campo elétrico investigados na região da bainha catódica, mostram um predomínio dos processos colisionais de termalização de elétrons ao longo de um caminho mais longo percorrido na região de plasma. |