Амбиполярная диффузия

Амбиполярная диффузия, двуполярная диффузия, совместное перемещение в ионизованной среде заряженных частиц обоих знаков (например, электронов и положительных ионов), происходящее в направлении падения их концентрации в среде. А. д. особенно отчётливо выражена в газовых и жидких плазмах, т. е. ионизованных средах, в которых плотности зарядов обоих знаков равны между собой. Если в такой среде концентрации носителей зарядов n⁺ и n^- меняются от точки к точке (например, убывают от плоскости 1 к плоскости 2, рис.), то носители зарядов (ионы или электроны) диффундируют от 1 к 2. Те носители, которые диффундируют быстрее (например, положительные ), вначале уйдут в большем количестве из 1 в 2. Вследствие этого в плоскости 2 появится избыток заряда этого знака (в данном случае положительного), а в плоскости 1 — избыток заряда противоположного знака. Поэтому между плоскостями 1 и 2 возникнет электрическое поле (в данном случае направленное от 2 к 1), которое будет тормозить движение более подвижных носителей и ускорять движение более медленных. Установившееся состояние наступит при такой напряжённости поля Е, при которой скорости перемещения носителей зарядов обоих знаков будут равны между собой (см. также Дрейф заряженных частиц). Это и характеризует А. д. Поток носителей зарядов v каждого знака определяется совместным действием диффузии и электрического поля. Скорость А. д. определяется таким же законом, как и скорость обычной диффузии, но с др. коэффициентом.

  А. д. имеет место в жидкостях (электролитах) при наличии разности концентраций электролита. Так, при вливании кислоты в воду катионы Н⁺, более подвижные, чем анионы кислот, обгоняют последние и создают положит, потенциал в местах меньшей концентрации. Возникающую при этом разность потенциалов между участками разной концентрации можно измерить; она служит мерой появляющейся при А. д. концентрационной эдс.

  А. д. может иметь место также в полупроводниках, обладающих свободными носителями зарядов обоих знаков. А. д. играет важную роль в приборах газового разряда (газотронах, тиратронах и др.).

Рис. к ст. Амбиполярная диффузия.