고압영역(100 Torr - 760 Torr)에서 축전결합 헬륨 플라즈마의 알파 및 감마 방전 모드 특성 = α- and γ-mode discharge characteristics in a capacitively-coupled helium plasma at high pressure (100 Torr -760 Torr)

본 연구는 대기압 플라즈마 방전에 많이 이용되고 있는 축전결합 방전장치를 이용하여 플라즈마에서 발생하는 두 가지 모드, 즉 알파-모드와 감마-모드의 특성을 살펴 보았다. 알파,감마 모드는 오래 전에 연구되었으나 저압에서 방전된 경우였다. 최근에 대기압에서 알파-,감마-모드에 대한 연구가 이루어졌다. 본 연구는 이러한 연구의 연장이며, 각각 모드의 정확한 플라즈마 특성을 연구하기 위하여 낮은 압력(100 Torr)에서 대기압까지 압력은 변화시키며 플라즈마 모드의 특성 및 알파-감마 전이 현상을 살펴보았다. 측정에는 전기적 측정을 통한 전류-전압 특성 곡선, 광학적 측정을 통한 여기온도와 회전온도를 측정하였다. 또한, 전극 사이에 유전체를 삽입함으로써 플라즈마의 변화를 관찰하였다. 압력의 변화에 따라 300 Torr이하에서는 알파-감마 전이가 부드럽게 일어나며, 감마-모드 전이 후에도 알파-모드 플라즈마가 같이 존재 하였다. 전류-전압 특성곡선에서도 상대적으로 작은 히스테리시스를 보였다. 그와 반대로 500 Torr이상의 영역에서는 알마-감마 전이가 급격하게 일어나며 전이 후에는 알파-모드 플라즈마는 완전히 사라지고 감마-모드 플라즈마만이 존재한다. 광학적 측정으로 구해진 여기온도에서도 300 Torr를 기준으로 1300 K에서 2700 K로 증가를 보였다. 각 모드의 온도분포를 구해본 결과 알파모드는 여기온도, 회전온도 모두 가운데가 높고 바깥부분이 낮은 분포를 보였으며, 감마-모드는 반대로 바깥쪽이 높은 반대의 분포를 보였다. 전극 사이에 유전체를 삽입함으로써 알파-모드는 좀 더 높은 전압에서도 유지되었으며, 대기압에서도 알파-감마 전이가 부드럽게 일어났다. 그리고, 감도 전이 후에도 알파-모드 플라즈마는 사라지지 않았다. 감마-모드에서 전극부분은 유전체가 없을 때와 같았지만 유전체 부분은 알파-모드와 같은 형태의 플라즈마가 형성되었다.
Advisors
최원호researcherChoe, Won-Horesearcher
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2007
Identifier
264214/325007  / 020043452
Language
kor
Description

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 물리학과, 2007.2, [ v, 45 p. ]

Keywords

알파-감마 전이; 감마-모드; 알파-모드; 대기압 플라즈마; atmospheric plasma; alpha-mode; gamma-mode; alpha-gamma transition

URI
http://hdl.handle.net/10203/48711
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=264214&flag=t
Appears in Collection
PH-Theses_Master(석사논문)
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