本课题利用先进的时空分辨朗缪探针和发射光谱诊断手段,系统地实验研究了圆柱形感应耦合脉冲等离子体余辉中电子与亚稳态活性粒子的时间和空间特性及其物理机制。研究了E-H的放电模式转换现象,发现它对下游电子与亚稳态粒子密度的比例有重要影响,并证明这是由于模式转换对带电粒子输运过程的改变造成的。研究了余辉中电子的冷却机制,认为在余辉早期电子冷却以与基态粒子的非弹性碰撞冷却为主,在中后期,与亚稳态粒子的非弹性碰撞冷却和扩散冷却是主要的冷却途径。测量了余辉中放电区和扩散区的电子密度和等效电子温度的时空演化过程,发现余辉开始后放电区电子向扩散区的输运对扩散区电子密度的时间演化有重要影响。在合适的气压下,在扩散区得到了在较长的余辉时间内基本保持不变的等离子体密度,且此时的等效电子温度只有0.3 eV。这些对脉冲等离子体余辉过程电子和其他活性粒子行为的了解,可以帮助我们分析在进行高分子材料处理时脉冲等离子体所起的作用和起作用的机理,对脉冲等离子体在材料表面处理中的应用研究有重要的意义。
英文主题词spatial-and time- resolved diagnostics; afterglow; electron cooling mechanism; spatiotemporal evolution; inductively coupled pulse-modulated plasma