Fundamental Nonambipolarity of Electron Fluxes in 2D Plasmas

Abstract

It is demonstrated that in two-dimensional plasmas there is in general a vortex component of the electron motion, which means that electron and ion fluxes do not satisfy the ambipolarity condition.

Two-dimensional hybrid Monte Carlo–fluid modelling of dc glow discharges: Comparison with fluid models, reliability, and accuracy

“…The vortex current phenomena were predicted theoretically and identified numerically in Ref. 3 in the case of currentless plasma of the ICP discharge. To obtain Fig.…”

“…A self organization of this discharge, whose "anatomy" includes specific regions such as a cathode layer, negative glow, Faraday space, positive column, etc., is also worthy of special attention. It should be mentioned in this connection that some phenomena occurring in the plasma of the glow discharge, such as field reversal 2 and vortex current formation, 3 are still not understood sufficiently well. All of these impose heavy demands on a numerical model in that it must be adequate to take discharge plasma properties properly into account.…”

Two-dimensional hybrid model for a glow discharge: comparison with fluid and kinetic (particle) models, reliability and accuracy

“…Figure 3a illustrates the total electron current flow, 3b the ion current flow, and 3c the fast electron current flow. The vortex current phenomena was predicted theoretically and identified by using numerical calculations in [19] in the case of an ICP (Inductively Coupled Plasma) discharge. As it follows from figure 3a and 3c, these formations is mostly due to the electron current flow.…”

Comparative analysis of plasma-chemical models for computer simulation of glow discharges in air mixtures

“…Из-за того, что в кинетике плазмы сущест-венная роль принадлежит происходящим на стенках разрядного объема процессам рекомбинации и деак-тивации, адекватное описание газового разряда даже в однородной цилиндрической трубке не может ба-зироваться на одномерных аналитических моделях. Переход к моделям с большей размерностью, как правило, делает численное моделирование безальтернативным и нередко приводит к результатам, прин-ципиально отличающимся от одномерных теорий не только на количественном, но и на качественном уровне [7]. Дополнительные вычислительные сложности, делающие численное моделирование практиче-ски безальтернативным методом теоретического описания неравновесной низкотемпературной плазмы, связаны с использованием завоевывающих популярность нелокальных моделей [8], в рамках которых кинетика микропроцессов в рассматриваемой области плазмы определяется не только локальными пара-метрами последней, но и ее состоянием в прилегающих и даже удаленных областях.…”