研究目的
研究从经典场致发射到等离子体放电的转变过程,以及技术应用小型化的可能性。
研究成果
DBD执行器的小型化以及场发射阵列的使用,将等离子体放电的点火电压显著降低了高达33%。这一进步使得微等离子体的产生更加稳定和高效,在各种科学和工程领域具有潜在应用价值。
研究不足
该研究最初仅限于在大气压下进行测量,后续计划开展低压和真空环境下的测量。b-Si结构在较高电压下的退化限制了执行器的工作范围。
1:实验设计与方法选择:
本研究基于传统宏观介质阻挡放电(DBD)原理,结合场发射优化的纳米结构,设计并制备了微尺度等离子体激励器。
2:样本选择与数据来源:
实验采用500微米硼硅酸盐玻璃介质基板上微型化DBD激励器,以及横截面仅100微米的进一步缩小尺寸激励器。
3:实验设备与材料清单:
频率范围1赫兹至1千赫兹的函数发生器、输出电压达1万伏的高压放大器、用于电流测量的罗氏线圈,以及监测用的3吉赫兹带宽示波器。
4:实验流程与操作步骤:
在大气压下产生等离子体,并进行测量以表征放电的电学特性。
5:数据分析方法:
通过监测和分析施加电压、实测电流及计算电功率,确定点火电压和功率需求。
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function generator
Generates alternating current with frequencies up to 1 kHz for plasma excitation.
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high voltage amplifier
Produces voltages up to 10 kV for plasma generation.
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Ragowski coil
Measures the current generated by the plasma discharge.
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oscilloscope
3 GHz bandwidth
Monitors the applied voltage, the measured current, and calculates the electrical power.
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