J. Physique Lett. 42, 469-472 (1981)
DOI: 10.1051/jphyslet:019810042022046900

Influence of superelastic vibrational collisions on the relaxation of the electron energy distribution function in N2 post discharge regimes

M. Capitelli¹, C. Gorse¹ et A. Ricard<sup>2

1</sup>  Centro di Studio per la Chimica dei Plasmi del C.N.R., Dipartimento di Chimica, Via Amendola 176, 70123 Bari, Italy
²  Laboratoire de Physique des Gaz et des Plasmas, Université de Paris-Sud, 91405 Orsay, France

Abstract
The relaxation of the electron energy distribution function (edf) in N 2 post discharge regime has been studied by solving the Boltzmann equation without the term due to the electric field. The results have been obtained both in the presence and in the absence of superelastic vibrational collisions. In the first case the electron energy distribution function relaxes toward nearly time independent values rich in electrons in the energy range 2-4 eV, while in the absence of superelastic vibrational collisions edf presents a hole in this energy range. This behaviour is reflected on the rate coefficients of the different processes. In particular, in the presence of superelastic vibrational collisions, the rate coefficients of the vibrational excitation and of the excitation of the metastable nitrogen atoms N(2P, 2D) can conserve high values also in the post discharge regime.

Résumé
Nous avons étudié la relaxation de la fonction de distribution en énergie des électrons (edf) dans une « post-décharge » d'azote en résolvant l'équation de Boltzmann privée du terme dû au champ électrique. Les résultats ont été obtenus en tenant compte ou de la présence des collisions vibrationnelles superélastiques ou de leur absence. Dans le premier cas, la fonction de distribution en énergie des électrons tend vers des valeurs riches en électrons dans l'intervalle d'énergie 2-4 eV qui varient peu avec le temps, alors que, dans ce même intervalle, sans collisions vibrationnelles superélastiques, la fonction de distribution en énergie des électrons présente un creux. Ce comportement se reflète sur les coefficients de vitesse des différents processus. En particulier, en présence des collisions vibrationnelles superélastiques, les coefficients de vitesse d'excitation vibrationnelle, et d'excitation des atomes métastables d'azote N(2P, 2D) conservent des valeurs élevées, même dans le régime de « post-décharge ».

PACS
3150 - Excited states of atoms and molecules.
3450E - Rotational and vibrational energy transfer atoms and molecules.
5280H - Glow and corona discharges.

Key words
afterglows -- Boltzmann equation -- molecular metastable states -- molecular rotational vibrational energy transfer -- molecular vibration -- nitrogen -- vibrational excitation rate coefficient -- metastable N atoms -- electron energy distribution function relaxation -- afterglow -- superelastic vibrational collisions -- N sub 2 post discharge -- Boltzmann equation