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Auger放出を考慮した静電プローブによる高気圧プラズマの励起原子密度測定

使用考虑俄歇发射的静电探针测量高压等离子体的激发原子密度

基本信息

批准号：
15654080
负责人：
神藤正士
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15654080/
关键词：
非平衡大気圧プラズマ Auger効果二次電子放出励起原子誘電体バリア放電大気圧マイクロ波プラズマ表面波プラズマ電極マイクロ波プラズママイクロ波プラズマトーチ沿面放電高圧非熱平衡プラズマ熱プラズマ

项目摘要

良く知られているように、非熱平衡のアルゴンやヘリウム高気圧プラズマ中には多量の準安定原子が存在している。励起原子はプラズマパラメータ測定用のプローブの金属に接近すると、励起の解消と同時に金属内部からの電子放出を誘引する。これは、ポテンシャル放出(Auger効果)と呼ばれ、多数の励起原子が存在する高気圧プラズマのプローブ測定では浮動電位付近のプローブ特性に二次電子放出による歪みが顕在化する場合がある。この現象を考慮に入れてプローブ特性の解析を行えば励起原子密度の算出が可能となる。我々は、既に特殊な形状のヘリウム高気圧マイクロ波プラズマのプローブ特性にAuger効果を考慮した解析を行って、ヘリウムの準安定励起原子の算出に成功している。本研究は、この手法を代表的な大気圧放電であるヘリウム誘電体バリア放電(DBD)に適用して、ラングミュアプローブにより励起原子密度、電子温度等を簡便に測定することを目的とする。厚さ1mm、縦横50mmのガラスエポキシ樹脂の両面に銅薄膜を蒸着しておき、エッチングによりその片面に櫛形電極を形成したDBD装置を製作した。他面の銅薄膜と櫛形電極間に5kHz、10kVの高周波を印加すると、大気圧ヘリウムガス中で安定な誘電体バリア放電を発生させることができる。プローブ特性の測定では放電電圧による擾乱を抑制するために、櫛形電極を設置しておいて、櫛形電極の櫛間に発生するプラズマのプローブ測定を行ったが、プラズマ密度が低い上にプラズマの厚さが1mm以下と薄く、しかも誘導電圧による擾乱が大きく、十分な測定が実施できなかった。このため、現在はプラズマが電極から遊離しかつ誘導電圧を受けないでプローブ測定を実施できるようにDBD装置の改造を行っている。Auger効果がプローブ特性に歪みをもたらすことを確かめるために、低気圧マイクロ波表面波パルスプラズマに対して、マイクロ波パルスの存在しない時間帯でのプローブ測定を行った。測定位置が石英板に近い空間では、プローブ特性の浮動電位付近に二次電子放出に基づくと思われる歪みが観測された。この現象は石英板付近に特有でありバルクプラズマでは観測されないことから、励起原子が石英板付近に多量に存在していることが予想される。表面波プラズマでは石英板近傍にプラズマの発生機構が存在していることから、表面波プラズマの生成に対して、励起原子が何らかの形で関わっていることが予想される。

It is well known that a large number of quasi-stable atoms exist in the atmosphere due to non-thermal equilibrium. Excitation of atoms in the metal for measurement, excitation of electrons in the metal, excitation of electrons in the metal In this case, the emission of secondary electrons (Auger effect), the existence of a large number of excited atoms, the measurement of high voltage, the measurement of floating potential, and the characteristics of secondary electron emission are discussed. This phenomenon is taken into account in the analysis of the characteristics of the excitation atom density calculation. We have successfully calculated the quasi-stable excitation atoms in consideration of the Auger effect of the special shape of the high voltage wave. This study aims to determine the atomic density and electron temperature of the excited atoms in a simple way, which is suitable for the application of this method. 1mm thick, 50mm thick, thin copper film on the surface of the resin, thin copper film on the surface of the resin. The copper thin film on the other side and the comb electrode have high frequency of 5kHz and 10kV, and the stable inductor is generated in the high voltage range. The measurement of the voltage of the electrode is carried out in a low density and in a low thickness, so that the voltage of the electrode is suppressed. The electrode is free and the induced voltage is measured. The DBD device is modified. For example, if you want to buy a car, you can buy a car. Measurement of the position of quartz plate near the middle of the space, floating potential, secondary electron emission, basic thinking, measurement This phenomenon is unique to quartz plate proximity. It is expected that there will be a large amount of excited atoms in quartz plate proximity. Surface wave generation mechanism exists near quartz plate, surface wave generation mechanism exists near quartz plate.