Estudo da formação de estados excitados do nitrogenio por impacto de eletrons

Abstract

A compreensão dos fenômenos associados às descargas elétricas em nitrogênio tem interesse crescente nos últimos anos, devido ao papel relevante desempenhado por este gás no tratamento de superfícies (por exemplo, nitretação do ferro), em lasers a gás (CO2 e CO) e na físico-química da alta atmosfera. No entanto, os processos físico-químicos que ocorrem nestas descargas ainda estão longe de serem completamente conhecidos. Em particular, no que se refere às populações dos estados eletrônicos superiores do nitrogênio, apenas no caso dos estados tripletos A3Su+, B3Pg e C3Pu se conhece razoavelmente a forma como estas dependem dos parâmetros da descarga. Igualmente, os mecanismos de ionização predominantes não são conhecidos. Nesse sentido o nosso trabalho consiste no estudo de descargas luminescentes em nitrogênio puro, a corrente contínua, no intervalo de pressões de 0,1 a 2,0 torr e correntes máximas de 50mA. Obtemos o módulo do campo elétrico axial na coluna positiva, bem como a evolução da intensidade das bandas às transições N2(C3Puu``=0 ® B3Pg,u` = 0) e N2+(B2Su+,u`` = 0 ® X2Sg+,u` = 0) com as diferentes condições de descarga. Determinamos também, a população relativa nos níveis vibracionais do estado eletrônico excitado N2(C3Pu). Realizamos então, o estudo cinético das espécies N2(C3Pu) e N2+(B2Su+), considerando principalmente processos de formação por impacto de elétrons, cujos coeficientes são obtidos com base no trabalho de Loureiro. Mostramos que no caso do estado N2(C3Pu), o principal mecanismo de formação é o impacto de elétrons nas moléculas N2(X1Sg+). Quanto ao estado N2+(B2Su+), a consideração de mecanismos puramente eletrônicos não conduz a resultados em acordo com os dados experimentais, sugerindo assim a necessidade da consideração, também, de mecanismos vibracionais.