Vol.3, No 2, 2005 pp. 95 - 107
UDC 537.569/.534.8
EXPLANATION OF THE MEMORY EFFECT IN ARGON
Vidosav Lj. Marković, Saša R. Gocić, Suzana N. Stamenković
Department of Physics, University of Niš, P.O. BOX 224, 18001 Niš,
Serbia and Montenegro 
Abstract. Memory effect - the long time variation of the electrical breakdown time delay on the relaxation time   was observed in argon up to relaxation times of 24 hours and explained by the long-lived metastable states remaining from the preceding glow. However, the quenching processes which reduce the effective lifetime of metastable states several orders of magnitude below that relevant for the time scale of the observations were neglected. By applying approximate gas phase models it was found that the early afterglow kinetics up to hundreds of milliseconds is dominated by the decay of molecular argon ions Ar2+ and approximate value of their ambipolar diffusion coefficient is determined. After that, nitrogen atoms present as impurities and recombining on the cathode surface and/or field emission determine the breakdown time delay down to the cosmic rays and natural radioactivity level.
Key words:  electrical breakdown, time delay, memory effect, argon, metastable states.
OBJAŠNJENJE MEMORIJSKOG EFEKTA U ARGONU
Memorijski efekat tj. zavisnost srednje vrednosti vremena kašnjenja električnog proboja u funkciji vremena relaksacije   je primećen u argonu i do 24 časa nakon prekida pražnjenja i objašnjen je dejstvom metastabilnih stanja zaostalih iz prethodnog pražnjenja. Međutim, pri tome je zanemareno sudarno gašenje metastabilnih stanja što njihovo efektivno vreme života redukuje do nivoa reda mili- i mikrosekundi u datim eksperimentalnim uslovima. U ovom radu je pokazano na osnovu aproksimativnih gasno-faznih modela da je rani memorijski efekat do stotinu milisekundi nakon prekida ražnjenja određen raspadom molekulskih jona argona Ar2+  i određena je približna vrednost njihovog koeficijenta ambipolarne difuzije. Nakon toga, rekombinacija atoma azota (prisutnih kao nečistoće) na površini katode i/ili emisija poljem određuju vreme kašnjenja proboja sve do nivoa kosmičkog zračenja i prirodne radioaktivnosti okoline.