| 研究概要 |
本研究の目的は,希ガス中の高気圧非平衡プラズマにおいて,放電形態と準安定原子密度の相関を精査し,準安定原子の役割を解明することである。具体的には,誘電体バリア放電型アルゴン高気圧グロー放電に対して,レーザ吸収法によって準安定原子密度の評価を行う。また,同条件での放電シミュレーションにより,理論面からの詳細な検討を行う。平成17年度は,アルゴンに微量の添加ガスを加え,高気圧グロー放電形成に対するペニング効果に関して検討を行った。
1.高気圧アルゴングロー放電におけるペニング効果の実験的検討
(1)放電特性:アルゴン中でペニング電離を促進する可能性のあるガスとしてエチレンを微量添加し,その放電特性を精査した。エチレン添加によるフィラメント放電の消失,放電電流の増加,グロー放電実現の高気圧化を確認した。
(2)半導体レーザを用いたレーザ吸収法により,Ar(1s_5)密度の時分解計測を行った。放電中心部でのAr(1s_5)の密度は10^<10>cm^<-3>程度であり,エチレン添加はAr(1s_5)の減衰を促進した。また,Ar(1s_5)とエチレンの反応速度を1.2×10^<10>cm3s^<-1>程度と導出した。
2.放電シミュレーション
(1)流体近似による誘電体バリア放電の解析プログラムを作成した。また,これを用いた解析では,実験で得られた放電諸特性を再現している。
(2)純アルゴン放電では,放電維持に直接電離が支配的である。一方,アルゴンにエチレンを添加した放電では,ペニング電離が支配的となることを確認した。
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