Ambipolyar diffuziya

Ambipolyar diffuziya (A.d)-əks yüklü zərrəciklərin konsentrasiyalarının düşməsi istiqamətində birgə diffuziyasıdır. Neytral zərrəciklərin diffuziyasından fərqli olaraq elektrik cəhətdən təcrid olunmuş plazmada ion və elektronlar bir-birindən asılı olmayaraq diffuziya edə bilməzlər: bu halda plazmanın kvazineytrallığı pozula bilər. Kvazineytrallıqdan cüzi meyletmə yüklərin sonrakı bölünməsinə mane olan güclü elektrik sahəsinin meydana çıxmasına səbəb olur. Nəticədə "geri qalan" zərrəciklər irəli çıxan zərrəciklərin hərəkətini tormozlayır. Əgər əks işarəli zərrəciklərin diffuziya əmsalları bir-birindən əhəmiyyətli fərqlənirsə, onda A.d. əmsalı onlardan ən kiçiyindən təxminən 2 dəfə böyük olur və bütövlükdə proses asta diffuziya ilə təyin olunur. Beləliklə, məs., maqnit sahəsi olmayanda (və ya onun istiqamətində) bir qədər yüngül və mütəhərrik elektronlar ionlardan daha sürətli diffuziya edirlər: bu zaman A.d. əmsalı ionların diffuziya əmsalının 2 mislinə bərabər olur. Maqnit sahəsinin eni boyunca diffuziyada ionların diffuziya əmsalı əksinə, çox böyükdür (böyük siklotron radiusu hesabına) və A.d. əmsalı elektronların diffuziya əmsalının 2 mislinə bərabər olur.

A.d.-nın sadə halına silindrik boruda, maqnit sahəsinin olmadıqda zəif ionlaşmış plazmaya (yüklənmiş zərrəciklərin toqquşması nəzərə alınmaya bilər) alman fiziki V. Şottki (W. Schottky, 1924) baxmışdır. Elektron və ionların diffuziya əmsallarının fərqli olması səbəbinə komponentlər bütün həcmdə həmişə parçalanmağa (ayrılmağa) çalışır və divarda həcmi yük yaranır. Maqnit sahəsi olmayanda elektronların diffuziya əmsalı ionunkundan çox böyük olur və divarlar mənfi yüklənir. Lakin yüklərin zəif aralanması belə sonrakı bölünməyə mane olan elektrik sahəsinin yaranmasına (öz-özünə uzlaşan ambipolyar sahə) gətirir. Öz-özünə uzlaşan elektrik sahəsi elektronları ləngidir, ionları isə sürətləndirir; beləliklə, onların diffuzion axınının bərabərliyinə nail olur.

Lakin maqnit sahəsinin eninə diffuziyasında əgər plazma elektrik baxımından təcrid olunmamışsa (məs., plazma torpaqlanmış metallik boğuculu silindrik boruda yerləşdirilir), diffuziyanın xarakteri kəskin dəyişir; ionlar onlara məxsus böyük sürətlə diffuziya edə bilir, artıq elektronlar isə sərbəst olaraq maqnit sahəsi boyunca metallik boğucuya gedə bilərlər. Diffuziya A.d. olmur, onun sürəti böyük diffuziya əmsalı ilə müəyyən edilir. A.d. həmçinin elektrolitin konsentrasiya qradiyenti olan mayelərdə (elektrolitlərdə), sərbəst yükdaşıyıcılarına malik yarımkeçiricilərdə də mümkündür.

A.d. qazda elektrik boşalmalarına, məs., qövs boşalmasında itgiyə səbəb olan proseslərdən biridir.

İstinadlar

• Д. А. Франк–Каменецкий "Плазма-четвертое состояние вещества", 2 изд., М., 1963;

• В. Н. Ораевский "Плазма на Земле и в космосе", К. 1980;