J 2017

Wide-pressure-range coplanar dielectric barrier discharge: Operational characterisation of a versatile plasma source

ČECH, Jan, Zdeněk BONAVENTURA, Pavel SŤAHEL, Miroslav ZEMÁNEK, Hana DVOŘÁKOVÁ et. al.

Základní údaje

Originální název

Wide-pressure-range coplanar dielectric barrier discharge: Operational characterisation of a versatile plasma source

Autoři

ČECH, Jan (203 Česká republika, garant, domácí), Zdeněk BONAVENTURA (203 Česká republika, domácí), Pavel SŤAHEL (203 Česká republika, domácí), Miroslav ZEMÁNEK (203 Česká republika, domácí), Hana DVOŘÁKOVÁ (203 Česká republika, domácí) a Mirko ČERNÁK (703 Slovensko, domácí)

Vydání

Physics of Plasmas, MELVILLE, AMER INST PHYSICS, 2017, 1070-664X

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10305 Fluids and plasma physics

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Impakt faktor

Impact factor: 1.941

Kód RIV

RIV/00216224:14310/17:00094621

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

000395395100076

Klíčová slova anglicky

dielectric barrier discharge; coplanar; wide pressure range; low pressure; paschen; iccd

Štítky

Změněno: 13. 4. 2018 09:30, Ing. Nicole Zrilić

Anotace

V originále

Many plasma applications could benefit from the versatile plasma source operable at a wide-pressure-range, e.g., from the fraction of Pa to the super-atmospheric conditions. In this paper, the basic characteristics of wide-pressure-range plasma source based on the coplanar dielectric barrier discharge is given. The operational characteristics of this plasma source were measured in nitrogen at pressures ranging from 10^1Pa (resp. 10^-4Pa) to 10^5Pa. Measurements of the plasma geometry, breakdown voltage, and micro-discharges' behaviour revealed three operational regimes of this plasma source: "high pressure," "transitional" and "low-pressure" with vague boundaries at the pressures of approx. 10 kPa and 1 kPa. It was found that the plasma layer of coplanar dielectric barrier discharge could be expanded up to several centimetres to the half-space above the planar dielectric barrier when the gas pressure is reduced below 1 kPa, which provides an outstanding space to tailor the source for the specific applications. The proposed model of an effective gap distance in the Paschen breakdown criterion enabled us to explain the discharge behaviour fitting the experimental breakdown voltage data in the whole studied pressure range. Under the filament-forming conditions, i.e., at the pressure range from approx. 1-100 kPa, the active plasma volume could be varied through the micro-discharges' lateral thickness scaling with the inverse of the square-root of the gas pressure.

Návaznosti

ED2.1.00/03.0086, projekt VaV
Název: Regionální VaV centrum pro nízkonákladové plazmové a nanotechnologické povrchové úpravy
GA13-24635S, projekt VaV
Název: Spektroskopické studium rekombinace povrchového náboje v dielektrických bariérových výbojích
Investor: Grantová agentura ČR, Spektroskopické studium rekombinace povrchového náboje v dielektrických bariérových výbojích
LO1411, projekt VaV
Název: Rozvoj centra pro nízkonákladové plazmové a nanotechnologické povrchové úpravy (Akronym: CEPLANT plus)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Rozvoj centra pro nízkonákladové plazmové a nanotechnologické povrchové úpravy