Trong các thực nghiệm xác ựịnh các ựặc trưng ựiện ựộng của plasma, nhiệm vụ hàng ựầu là xác ựịnh hàm phân bố theo năng lượng electron. Hàm phân bố theo năng lượng,g( )ε , ựược ựịnh nghĩa là số hạt, dN, có năng lượng trong khoảng từ ε ựến
d
ε+ ε, trong một ựơn vị thể tắch dV
( )
dN dV = g ε εd . (3.2)
Từ hàm phân bố theo năng lượng electron, các ựại lượng trung bình của plasma ựược xác ựịnh, như mật ựộ trung bình của electron, năng lượng trung bình của electron, tần số va chạm trung bình .v.v.. Một dạng hàm khác cũng hay ựược sử dụng là hàm xác suất năng lượng electron (electron energy probability function - EEPF)
( ) ( ) 1 2
f ε =g ε ε− .
Hình 3.24. Hàm xác suất năng lượng electron (EEPF) trong vùng 10 mm≤ ≤r 17 mm
và 15mm≤ ≤z 20 mm. Một dạng xấp xỉ của EEPF là phân bố hai Maxwell với hai nhiệt ựộ k TB c =1.25eV và k TB h =4.5eV.
đã có nhiều thực nghiệm xác ựịnh EEPF bằng ựầu do Langmuir cho phóng ựiện magnetron [23, 62, 63, 65, 70], cho thấy EEPF thường có dạng hai Maxwell (bi- Maxwellian). Nó là sự kết hợp của hai hàm xác suất Maxwell theo năng lượng với hai nhiệt ựộ và hai mật ựộ electron khác nhau là [62]
( ) 2 ( ) 3 2 ( ) ( ) 3 2 ( ) exp exp c B c B c h B h B h f ε n k T ε k T n k T ε k T π − − = − + − , (3.3)
ở ựây k TB c và k TB h tương ứng là nhiệt ựộ trung bình của electron lạnh và của electron nóng, nc và nh tương ứng là mật ựộ trung bình của electron lạnh và của electron nóng. Kết quả tắnh toán EEPF của chúng tôi ở hình 3.24 cho thấy có dạng của công thức (6.3), với nhiệt ựộ của electron lạnh là k TB c =1.25eV và của electron nóng là
4.5
B h
k T = eV. đây là sự phù hợp tốt giữa kết quả tắnh toán và thực nghiệm. Theo [65, 70] thì sự xuất hiện của các electron nóng trong thể tắch plasma là do chúng ựược tạo ra trong vùng bẫy từ của sụt thế cathode, chuyển ựộng trôi theo gradient của từ trường về phắa anode.