تخلیه سد دی الکتریک (DBD)

تخلیه سد دی الکتریک (DBD)

تخلیه سد دی الکتریک برای تولید پلاسمای منتشر فشار جوی غیرتعادلی با حجم زیاد ایده آل است. تحقیقات گسترده برای درک و بهبود عملکرد آنها امکان پذیر بود [10–23]. DBD ها از یک ماده دی الکتریک مانند شیشه یا آلومینا برای پوشاندن حداقل یکی از الکترودها استفاده می کنند. الکترودها توسط ولتاژهای متناوب AC در دامنه کیلوولت و با فرکانس در کیلو هرتز هدایت می شوند. پلاسمای تولید شده توسط DBD ها برای تولید ازن ، برای اصلاح سطح مواد ، به عنوان محرک های کنترل جریان و غیره مورد استفاده قرار گرفته است.   دامنه اخیر استفاده از DBD پس از استفاده موفقیت آمیز اولیه در اواسط دهه 1990 برای غیرفعال کردن باکتری ها ، در پزشکی پزشکی بوده است. امروزه از آنها در کاربردهای مختلف زیست پزشکی از جمله ترمیم زخم و تخریب سلولهای سرطانی و تومورها استفاده می شود.

در ابتدا از ولتاژهای سینوسی با دامنه در محدوده کیلوولت و فرکانس های چند کیلو هرتز برای تأمین انرژی DBD استفاده می شد. با این حال ، از اوایل سال 2000 مشخص شد که پالس های کوتاه تکرار شده ولتاژ بالا (ns - μs) یک روش کارآمد تر برای افزایش شیمی این تخلیه ها ارائه می دهد. DBD ها به محض اشتعال تخلیه قادرند حالت عدم تعادل پلاسما را که حاصل تجمع بار سطحی است ، بر روی سطح دی الکتریک حفظ کنند. این یک پتانسیل الکتریکی ایجاد می کند که با ولتاژ اعمال شده از خارج خنثی می کند و منجر به شکل گیری موج جریان پالس خود محدود می شود.

تابع توزیع انرژی الکترون (EEDF) شیمی پلاسما را تعریف یا کنترل می کند. پالس های کوتاه و تکراری ولتاژ بالا امکان گرم شدن ترجیحی جمعیت الکترون ها و در نتیجه افزایش یونیزاسیون و تحریک را فراهم می کند. پالس هایی با عرض کمتر از زمان مشخص شروع انتقال تب و تاب به قوس ، پلاسمای دمای پایین غیرتعادلی پایدار را حفظ می کنند.

برای گسترش دامنه فرکانس عملیاتی زیر kHz چند روش پیشنهاد شده است. به عنوان مثال ، اوکازاکی و همکارانش از یک الکترود مش دی الکتریک برای تولید تخلیه در فرکانس 50 هرتز استفاده کردند. لاروسی و همکارانش از یک لایه / فیلم با مقاومت بالا برای پوشاندن یکی از الکترودهای دستگاهی که از آنها به عنوان تخلیه سد مقاومتی (RBD) یاد می کنند استفاده کردند. RBD را می توان با فرکانس های کم تا DC ادامه داد. مانع فیلم معمولاً مقاومت چند MΩ.cm دارد. فیلم با مقاومت بالا نقش یک بالاست مقاومت توزیعی را بازی می کند که مانع تخلیه از محلی سازی و جریان از رسیدن به مقادیر بالا می شود.