Спектральные и плазменные характеристики тлеющего разряда атмосферного давления между катодом-раствором и полым металлическим анодом с миниатюрным потоком газа аргона

Создан тлеющий разряд атмосферного давления между катодом-раствором и полым анодом с миниатюрным потоком аргона. Исследованы спектры возбужденных частиц (NO, O, N₂, H и Ar) в плазме и характерные параметры плазмы. Показано, что аргон увеличивает спектральную интенсивность высокоэнергетических частиц в катоде и аноде. Дополнительно получены изображение плазмы и распределение звуковой частоты. По мере увеличения скорости потока аргона объем плазмы значительно уменьшается. Звуковой сигнал в высокочастотном диапазоне (~10000 Гц) ослабевает, а скорость потока аргона увеличивается. Диапазон распространения звука в области низких частот становится шире (от ~2000–3000 до ~2000–5000 Гц). Это свидетельствует о том, что аргон может влиять на стабильность плазмы и столкновение внутренних частиц. Измерены спектральные параметры – температура возбуждения электронов, температура вращения и плотность электронов. Показано, что увеличение скорости потока аргона в прикатодной области может увеличивать параметры плазмы. Температура возбуждения электронов и плотность электронов выше в прианодной области.

1. . T. P. Liu, M. T. Liu, J. X. Liu, X. F. Mao, S. S. Zhang, Y. B. Shao, X. Na, G. Y. Chen, Y. Z. Qian, Anal. Chem. Acta, 1121, 42–49 (2020).

2. M. K. Thakur, C. Y. Fang, Y. T. Yang, T. A. Effendi, P. K. Roy, R. S. Chen, K. O. Kostya, W. H. Chiang, S. Chattopadhyay, ACS Appl. Mater. Interfaces, 12, 28550–28560 (2020).

3. H. Kabbara, S. Kasri, O. Brinza, G. Bauville, K. Gazeli, J. S. Sousa, V. Mille, A. Tallaire, G. Lombardi, C. Lazzaroni, Appl. Phys. Lett., 116, 171902 (2020).

4. M. K. Satapathy, Y. B. Manga, K. K. Ostrikov, W. H. Chiang, A. Pandey, R. Lekha, B. Nyambat, E. Y. Chuang, C. H. Chen, ACS Appl. Mater. Interfaces, 12, 86–95 (2020).

5. T. A. Doroski, A. M. King, M. P. Fritz, M. R. Webb, J. Anal. Atom. Spectrom., 28, 1090–1095 (2013).

6. A. J. Schwartz, Z. Wang, S. J. Ray, G. M. Hieftje, Anal. Chem., 85, 129–137 (2013).

7. T. Cserfalvi, P. Mezei, P. Apai, J. Phys. D. Appl. Phys., 26, 2184–2188 (1993).

8. C. D. Quarles, A. J. Carado, C. J. Barinaga, D. W. Koppenaal, R. K. Marcus, Anal. Bioanal. Chem., 402, 261–268 (2012).

9. M. R. Webb, F. J. Andrade, G. M. Hieftje, Anal. Chem., 79, 7899–7905 (2007).

10. R. K. Marcus, C. Q. Burdette, B. T. Manard, L. X. Zhang, Anal. Bioanal. Chem., 405, 8171–8184 (2013).

11. K. Greda, P. Jamroz, P. Pohl, J. Anal. Atom. Spectrom., 28, 1233–1241 (2013).

12. P. H. Zheng, W. Q. Li, J. M. Wang, N. S. Wang, C. Zhong, Y. J. Luo, X. F. Wang, X. F. Mao, C. H. Lai, Anal. Lett., 53, 693–704 (2020).

13. J. M. Mo, Q. Li, X. H. Guo, G. X. Zhang, Z. Wang, Anal. Chem., 89, 10353–10360 (2017).

14. M. A. Dempster, R. K. Marcus, Spectrochim. Acta B, 55, 599–610 (2000).

15. M. A. Dempster, W. C. Davis, R. K. Marcus, P. R. Cable-Dunlap, J. Anal. Atom. Spectrom., 16, 115–121 (2001).

16. K. Greda, P. Jamroz, P. Pohl, J. Anal. Atom. Spectrom., 29, 893–902 (2014).

17. K. Greda, K. Kurcbach, K. Ochromowicz, T. Lesniewicz, P. Jamroz, P. Pohl, J. Anal. Atom. Spectrom., 30, 1743–1751 (2015).

18. M. R. Webb, G. C. Y. Chan, F. J. Andrade, G. Gamez, G. M. Hieftje, J. Anal. Atom. Spectrom., 21, 525–530 (2006).

19. T. Verreycken, A. F. H. van Gessel, A. Pageau, P Bruggeman, Plasma Sour. Sci. Technol., 20, 024002 (2011).

20. B. T. Manard, J. J. Gonzalez, A. Sarkar, M. R. Dong, J. Chirinos, X. L. Mao, R. E. Russo, R. K. Marcus, Spectrochim. Acta B, 94, 39–47 (2014).

21. J. M. Wang, P. F. Tang, P. C. Zheng, X. Zhai, J. Anal. Atom. Spectrom., 32, 1925–1931 (2017).

22. H. Liu, E. J. Lavernia, R. H. Rangel, J. Phys. D. Appl. Phys., 26, 1900–1908 (1993).

23. P. Jamroz, W. Zyrnicki, P. Pohl, Spectrochim. Acta B, 73, 26–34 (2012).

24. P. Mezei, T. Cserfalvi, Appl. Spectr. Rev., 42, 573–604 (2007).

25. C. Lalo, J. Deson, C. Cerveau, R. I. Benaim, Plasma Chem. Plasma P., 13, 351–364 (1993).

26. Q. Li, X. Zhu, J. Li, Y. Pu, J. Appl. Phys., 107, 043304 (2010).

27. P. Mezei, T. Cserfalvi, M. Janossy, J. Anal. Atom. Spectrom., 12, 1203–1208 (1997).

28. W. H. Zhao, H. Z. Tang, Y. Shen, Y. Shi, L. Y. Hou, Spectrosc. Spectr. Anal., 27, 2145–2149 (2007).

29. J. M. Wang, M. He, P. C. Zheng, Y. Y. Chen, X. F. Mao, Anal. Lett., 52, 697–712 (2019).

30. Y. Liu, J. Beijing Inst. Light Ind., 18, 27–30 (2000).

31. X. B. Chen, X. S. Cai, X. L. Fan, J. Q. Shen, Spectrosc. Spectr. Anal., 29, 3177–3180 (2009).

32. M. Kumai, Y. Takamura, Jpn. J. Appl. Phys., 50, 096001 (2011).

33. S. V. Dresvin, J. Amouroux, Adv. Heat Transf., 40, 451–521 (2007).

34. P. C. Zheng, J. M. Wang, Z. F. Hu, H. G. Hao, Y. Wang, High Volt. Apparatus, 46, 18–21 (2010).

35. P. Jamroz, W. Zyrnicki, Plasma Chem. Plasma Process, 31, 681–696 (2011).

36. G. Faure, S. M. Shkol’nik, J. Phys. D. Appl. Phys., 31, 1212–1218 (1998).

37. K. Greda, M. Gorska, M. Welna, P. Jamroz, P. Pohl, Talanta, 199, 107–115 (2019).

38. K. Swiderski, A. Dzimitrowicz, P. Jamroz, P. Pohl, J. Anal. Atom. Spectrom., 33, 437–451 (2018).

39. M. L. Shah, B. M. Suri, G. P. Gupta, Eur. Phys. J. D., 69, 16 (2015).

40. J. M. Gomba, C. D’Angelo, D. Bertuccelli, G. Bertuccelli, Spectrochim. Acta B, 56, 695–705 (2001).

41. T. Cserfalvi, P. Mezei, J. Anal. Atom. Spectrom., 18, 596–602 (2003).

42. K. Greda, P. Jamroz, P. Pohl, J. Anal. Atom. Spectrom., 28, 134–141 (2013).

43. P. Mezei, T. Cserfalvi, Sensors, 12, 6576–6586 (2012).

44. B. Gielniak, T. Fiedler, J. A. C. Broekaert, Spectrochim. Acta B, 66, 21–27 (2011).

45. B. N. Sismanoglu, J. Amorim, J. A. Souza-Correa, C. Oliveira, M. P. Gomes, Spectrochim. Acta B, 64, 1287–1293 (2009).

46. V. Kanicky, V. Otruba, J. Mermet, Talanta, 48, 859–866 (1999).

47. P. Mezei, T. Cserfalvi, L. Csillag, J. Phys. D. Appl. Phys., 38, 2804–2811 (2005).

48. P. Mezei, T. Cserfalvi, Eur. Phys. J. Appl. Phys., 40, 89–94 (2007).

49. H. Yuan, D. Yang, X. Li, Phys. Plasm., 26, 053505 (2019).