Collisionless ion collection by a negatively biased stationary spherical probe in a finite shielding length plasma is investigated using the Particle in Cell code SCEPTIC, in the presence of a weak magnetic field B. The overall effect of the magnetic field is to reduce the ion current, linearly in |B| for weak enough fields, with a slope steepness increasing with the electron Debye length. The angular current distribution and space-charge buildup strongly depend on the focusing properties of the probe, hence on its potential and the plasma shielding length. In particular, it is found that the concavity of the ion collection flux distribution can reverse sign when the electron Debye length is comparable to or larger than the probe radius (λDe ≳ rp), provided the ion temperature is much lower than the probe bias (Ti ≪ −ZeVp).
無衝突イオン捕集を、有限遮蔽長プラズマ中の負バイアス静止球形プローブについて、弱磁場Bの存在下で粒子セルコードSCEPTICを用いて調査した。磁場の全体的な効果は、イオン電流を減少させることであり、その減少は十分に弱い磁場に対して|B|に線形であり、その傾きの急峻さは電子デバイ長とともに増大する。角度電流分布と空間電荷の蓄積は、プローブの集束特性に強く依存し、したがってプローブの電位とプラズマの遮蔽長に依存する。特に、イオン捕集フラックスの角度分布の凹性は、電子デバイ長がプローブ半径と同程度以上の場合（λDe ≳ rp）、かつイオン温度がプローブバイアスよりもはるかに低い場合（Ti ≪ −ZeVp）に、符号が反転し得ることが見出された。